c++ - 逻辑门的快速计算

Question

我创建了以下代码来计算逻辑门(AND、OR、NOT)的结果。该函数将用于从网表文件中读取电路的电路仿真中。一个电路最多可以包含 50000 个逻辑门。

基于这个函数在模拟过程中经常被调用的事实，我想知道是否可以用另一种方式实现它，以便生成的机器代码更有效率？

一个逻辑门可以有两个以上的输入(除非只有一个输入)但大多数逻辑门只有两个。所以我考虑测试两个输入，然后写这样的东西:return input->predecessors[0]->result && return input->predecessors[1]->result; and 返回输入->predecessors[0]->result || return input->predecessors[1]->result; 但这可能会引入新的分支。输入的数量可以直接存储在Node中，以防止调用size()方法。

#include <vector>

enum class NodeType { NOT, AND, OR };

struct Node {
    NodeType type;
    bool result;
    std::vector<Node *> predecessors;
};

bool evaluate(Node *input) {
    switch (input->type) {
        case NodeType::NOT: {
            return !input->predecessors[0]->result;
        }

        case NodeType::AND: {
            bool result = true;

            for (const auto &node : input->predecessors) {
                result = result && node->result;
            }

            return result;
        }

        case NodeType::OR: {
            bool result = false;

            for (const auto &node : input->predecessors) {
                result = result || node->result;
            }

            return result;
        }
    };
};

Answer 1

我很想获取第一个输入并将其状态合并到 switch() 中；喜欢:

    bool result = input->predecessors[0];
    switch((input->type << 1) | result) {
         case (NodeType::NOT << 1) | false:
             return true;
         case (NodeType::NOT << 1) | true:
             return false;
         case (NodeType::AND << 1) | false:
             return false;
         case (NodeType::OR << 1) | true:
             return true;
         case (NodeType::AND << 1) | true: {
             for (const auto &node : input->predecessors) {   // Note: Can skip 1st iteration
                 result = result && node->result;
                 if(result == false) {
                     return false;
                 }
             }
             return true;
         }
         case (NodeType::OR << 1) | false:
             for (const auto &node : input->predecessors) {   // Note: Can skip 1st iteration
                 result = result || node->result;
                 if(result == true) {
                     return true;
                 }
             }
             return false;
         }

希望编译器能够将其转换为跳转表(例如，单个“jmp [table+rax*8]”指令替换所有 switch() 和其余代码的一半)。

警告:要使其正常工作，您必须确保 input->predecessors[0] 使用 1 表示“true”(并且没有其他值用于表示 true)。如果这是一个潜在的问题；你可以使用 bool result = !!input->predecessors[0];