CLR 如何在底层优化布尔比较操作？

Question

注意：我在本问题中使用 PowerShell 作为示例，但这同样适用于任何 .NET 语言。

在 .NET CLR 中，我很想知道评估布尔逻辑的不同方法在幕后是如何工作的。

• 在考虑实际应用和用例时（即使是极其长时间运行的循环），速度差异可以忽略不计，以至于“无关紧要”，这减少了布尔考虑，只需选择编码标准/格式。
• “哪个布尔比较运算符更快？”这不是这个问题的目的。

一般来说（我并不是要求提供每种现代 CPU 架构的机器语言指令集的完整列表），.NET CLR 如何“优化”这些布尔比较中的每一个，并且最终，CPU 是否使用不同的指令集？评估这些看似相同的比较的说明？

• 评估

  == TRUE

  ：

  • -eq $true

    vs

    -ne $false

• 评估

  == FALSE

  ：

  • (-not (<statement>))

    vs

    -eq $false

    vs

    -ne $true

• 假设每次比较仅限于（保证的）布尔结果，并且为了简单说明，我们忽略 $null。

• 历史背景加分

Answer 1

Charlieface提供了关键指针：

sharplab.io 是一个很棒的网站，可让您根据 IL（或 JIT ASM）

检查给定的 C# / F# / Visual Basic 代码片段编译成什么内容。

使用它，您可以根据以下 C# 代码观察到以下内容：

public class C {
    bool b = false;
    int dummy = 0;
    public void M() {
        // equivalent positive tests
        if(b) { ++dummy; }
        if(b == true) { ++dummy; }
        if(b != false) { ++dummy; }
        // equivalent negative tests
        if(!b) { ++dummy; } 
        if(b == false) { ++dummy; }
        if(b != true) { ++dummy; }
    }
}

• 等效的积极测试确实编译为非常相同的IL代码（原则上，摘要如下）：

    ldarg.0
    ldfld bool C::b
    brfalse.s <target-statement>
  

• 同样，等效的阴性测试all编译为：

    ldarg.0
    ldfld bool C::b
    brtrue.s <target-statement>
  

顺便说一句：注意逻辑是如何颠倒的：测试（有效）

true

会产生一个

brfalse.s

指令，即如果测试结果不为真，则跳转到哪里，反之亦然（

brtrue.s） 

）

---

亲自试验结果：

• 使用此链接。

• 通过右侧窗格中的

  Results

  下拉列表，您还可以要求将您的输入代码反编译为C#（无论原始输入语言是什么），这证实了上述发现：

  • 等效的positive测试all反编译为：

    if (b) ...
    

  • 等效的否定测试all反编译为：

    if (!b) ...