高效的C编程之：布尔表达式

14.4 布尔表达式

14.4.1 范围检测

通常，布尔表达式被用来检测某个数值是否在特定的范围内。例如，在图形窗口处理程序中，常使用布尔表达式判断屏幕中一个点是否在当前活动窗口范围内。

下面的程序使用结构体定义点坐标并计算坐标的当前位置。

bool PointInRect1(Point p, Rectangle *r)

{ return (p.x >= r->xmin && p.x < r->xmax &&

p.y >= r->ymin && p.y < r->ymax);

}

上面的功能函数，被编译为下面的指令序列。

PointInRect1

LDR a4,[a3,#0]

CMP a1,a4

BLT |L000034.J5.PointInRect1|

LDR a4,[a3,#4]

CMP a4,a1

BLE |L000034.J5.PointInRect1|

LDR a1,[a3,#8]

CMP a2,a1

BLT |L000034.J5.PointInRect1|

LDR a1,[a3,#&c]!

CMP a2,a1

MOVLT a1,#1

MOVLT pc,lr

|L000034.J5.PointInRect1|

MOV a1,#0

MOV pc,lr

但上面的代码并不是最精简的。编译器对(x >= min && x < max)形式的布尔表达式的处理过程比较复杂。它将以(unsigned)(x-min) < (max-min)形式实现布尔操作。所有对于上面范围判断的代码，建议将函数写成如下形式。

bool PointInRect2(Point p, Rectangle *r)

{ return ((unsigned) (p.x - r->xmin) < r->xmax &&

(unsigned) (p.y - r->ymin) < r->ymax);

}

这样编译出的汇编指令序列如下所示。

PointInRect2

LDR a4,[a3,#0]

SUB a1,a1,a4

LDR a4,[a3,#4]

CMP a1,a4

LDRCC a1,[a3,#8]

SUBCC a1,a2,a1

LDRCC a2,[a3,#&c]!

CMPCC a1,a2

MOVCS a1,#0

MOVCC a1,#1

MOV pc,lr

14.4.2 和零的比较操作

比较指令（CMP）将设置程序状态字的条件标志位。另外，基本的算术指令也可以设置条件标志位，如使用指令MOVS、ADDS等。如果程序中的算术指令的执行目的是为了将计算结果和零比较，那么就可以直接使用带标志扩展的基本算术指令。如下面的两条语句：

ADD R0, R0, R1

CMP R0, #0

可以合并为一条带符号扩展的加法指令：

ADDS R0, R0, R1

事实上，C语言中的和零相关的关系操作都可以利用状态标志寄存器的N位和Z位。如：x < 0, x >= 0, x = 0, x != 0，和无符号操作x = 0, x != 0 (or x > 0)。

对于每一条C语言中的关系操作，汇编器都将产生一条比较指令。如果关系操作和零相关，则可以将产生的比较指令移除。

下面是C语言中的关系操作被编译的例子。

C源文件如下所示。

int g(int x, int y)

{

if ((x + y) < 0)

return 1;

else

return 0;

}

编译后的结果如下。

g

ADDS a1,a1,a2

MOVPL a1,#0

MOVMI a1,#1

MOV pc,lr

所以，在使用C语言编程时，关系操作最好转换成和零相关的，这样既可以减少代码密度，也可以提高程序的执行效率。

C语言中，没有和程序状态寄存器的C位和V位直接相关的指令，所以要在程序中检测这些标志，只能使用内嵌汇编。但C编译器支持无符号溢出操作，下面的例子显示了在有溢出操作时，编译器对程序的处理。

C源代码如下所示。

int sum(int x, int y)

{

int res;

res = x + y;

if ((unsigned) res < (unsigned) x) /* 判断进位标志是否进位 */

res++;

return res;

}

编译的汇编文件如下所示。

sum

ADDS a2,a1,a2

ADC a2,a2,#0

MOV a1,a2

MOV pc,lr