这个问题在这里已有答案：
我一直在阅读Optimizing C++ wikibook。在faster operations chapter中，其中一条建议如下：
整数除以常数
将整数（已知为正或零）除以常量时，将整数转换为无符号。
如果s是有符号整数，则u是无符号整数，C是常数整数表达式（正或负），操作s / C比u / C慢，s％C慢于u％C。当C是2的幂时，最重要的是，但在所有情况下，在分割期间必须考虑符号。
然而，从有符号到无符号的转换是免费的，因为它只是对相同位的重新解释。因此，如果s是有符号整数，您知道它是正数或零，则可以使用以下（等效）表达式加速其除法:(无符号）s / C和（无符号）s％C。
我用gcc测试了这个语句，并且u / C表达似乎始终比s / c表现更好
下面还提供了以下示例：
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <numeric>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
constexpr int vsize = 1e6;
std::vector<int> x(vsize);
std::iota(std::begin(x), std::end(x), 0); //0 is the starting number
constexpr int a = 5;
auto start_signed = std::chrono::system_clock::now();
int sum_signed = 0;
for ([[gnu::unused]] auto i : x)
{
// signed is by default
int v = rand() % 30 + 1985; // v in the range 1985-2014
sum_signed += v / a;
}
auto end_signed = std::chrono::system_clock::now();
auto start_unsigned = std::chrono::system_clock::now();
int sum_unsigned = 0;
for ([[gnu::unused]] auto i : x)
{
int v = rand() % 30 + 1985; // v in the range 1985-2014
sum_unsigned += static_cast<unsigned int>(v) / a;
}
auto end_unsigned = std::chrono::system_clock::now();
// signed
std::chrono::duration<double> diff_signed = end_signed - start_signed;
std::cout << "sum_signed: " << sum_signed << std::endl;
std::cout << "Time it took SIGNED: " << diff_signed.count() * 1000 << "ms" << std::endl;
// unsigned
std::chrono::duration<double> diff_unsigned = end_unsigned - start_unsigned;
std::cout << "sum_unsigned: " << sum_unsigned << std::endl;
std::cout << "Time it took UNSIGNED: " << diff_unsigned.count() * 1000 << "ms" << std::endl;
return 0;
}
您可以在这里编译并运行示例：http://cpp.sh/8kie3
为什么会这样？
在经历了一些玩笑之后，我相信我已经通过标准来确定问题的根源，即从C ++ 11开始，负整数除法被舍入为零。对于最简单的情况，即除以2，请查看以下代码和相应的程序集（godbolt link）。
constexpr int c = 2;
int signed_div(int in){
return in/c;
}
int unsigned_div(unsigned in){
return in/c;
}
部件：
signed_div(int):
mov eax, edi
shr eax, 31
add eax, edi
sar eax
ret
unsigned_div(unsigned int):
mov eax, edi
shr eax
ret
这些额外的指令完成了什么？ shr eax, 31（右移31）只是隔离符号位，意味着如果输入是非负的，eax == 0，否则eax == 1。然后输入被添加到eax。换句话说，这两条指令转换为“如果输入为负，则向其添加1。添加的含义如下（仅适用于负输入）。
1，但移位丢弃它。输出不受此操作的影响。1，因此加法会使余数传播到其余数字。当发生右移时，如果我们没有将符号位添加到输入，则丢弃最低有效位并且输出比我们输出的输出大1。因为默认情况下，在两个补码中右移向负无穷大，输出现在是相同除法的结果，但是向零舍入。简而言之，即使负数也不受影响，奇数现在向零舍入而不是向负无穷大舍入。
对于非幂2的常数，它会变得更复杂一些。并非所有常量都提供相同的输出，但对于它们中的很多，它看起来类似于以下（godbolt link）。
constexpr int c = 3;
int signed_div(int in){
return in/c;
}
int unsigned_div(unsigned in){
return in/c;
}
部件：
signed_div(int):
mov eax, edi
mov edx, 1431655766
sar edi, 31
imul edx
mov eax, edx
sub eax, edi
ret
unsigned_div(unsigned int):
mov eax, edi
mov edx, -1431655765
mul edx
mov eax, edx
shr eax
ret
我们不关心程序集输出中常量的更改，因为它不会影响执行时间。假设mul和imul花费相同的时间（我不确定，但希望比我更有知识的人可以找到它的来源），签名版本再次需要更长时间，因为它有额外的指令来处理负操作数的符号位。