有C語言程序員說，使用移位操作代替乘除運算效率更高，真的嗎？
在C語言程序開發中，一些移位操作似乎可以達到與乘除法操作一樣的效果。例如，4>>1 等于 2，此時右移一位相當于除以 2。類似的，2<<1 等于 4，此時左移一位相當于乘以 2。
因此，有些教材推薦使用移位操作代替乘除操作，稱可以為最終的C語言程序帶來效率上的提升，那么真的如此嗎?
移位代替乘除，C語言程序效率更高嗎?
得到答案最簡單直接的方法是做實驗，下面是兩段關于哈希算法的C語言程序，請看：
- unsigned int hash( char const* s )
- {
- unsigned h = 0;
- while ( *s != '\0' ) {
- h = 127 * h + (unsigned char)*s;
- ++ s;
- }
- return h;
- }
讀者應將注意力放在h = 127 * h + (unsigned char)*s;一行，此時C語言代碼使用的是乘法操作。下面是另外一段C語言代碼，請看：
- unsigned int hash( char const* s )
- {
- unsigned h = 0;
- while ( *s != '\0' ) {
- h = (h << 7) - h + (unsigned char)*s;
- ++ s;
- }
- return h;
- }
唯一的區別就是使用 h<<7 移位操作代替了 127 * h 乘法操作
與前面那段C語言代碼相比，唯一的區別就是使用 h<<7 移位操作代替了 127 * h 乘法操作。在我的機器上，我測試了這兩段C語言代碼的效率，結果是兩者差不多快，有時 127 * h 版本的C語言代碼更快!
解析
C語言程序中，使用移位操作代替乘除操作更快嗎?現在這個問題我們已經有答案了：并不如此。原因在于C語言編譯器一般都會優化我們的代碼，它知道如何盡可能快地增加目標處理器體系結構的能力，也即盡量生成盡可能快的程序。
因此作為C語言程序員，我們應該做的是明確告訴編譯器我們的意圖(即到底是 i * 2，還是 i<<1)，讓它根據上下文決定如何產生更快的指令。
當硬件不支持快速乘除法時，編譯器會將乘除法轉換為移位和加法/減法的適當組合。因為它知道我們的最終目的，所以有時候顯示的寫出移位代碼，倒不如直接告訴編譯器我們的目的，這樣才能得到盡可能快的C語言程序。
事實上，有時候簡單的移位操作并不等同于乘除法，而且有些乘法并不能通過簡單的移位實現，例如：
- -5 / 2 = -2
- -5 >> 1 = -3
- i*3 = (i<<1) + i
- i*10 = (i<<3) + (i<<1)
因此，使用移位操作代替乘除法操作可能會帶來預計之外的結果。而且有些移位組合也會讓同事難以理解這段C語言代碼的真實意圖，也不利于協作開發和后期維護。
小結
本節討論了C語言程序開發中，移位操作與乘除法操作的關系，并討論了它們之間的效率問題。可以看出，我們并不需要糾結二者之間的取舍。事實上，考慮到代碼的易讀性和編譯器的優化特性，我們應該寫出“本意”代碼，即：希望實現乘除操作時，就寫出乘除代碼。希望實現移位操作時，就寫出移位代碼。
