自写代码手动测试 Java 编译器是否会把 /2 优化为位运算（以及是否会把对 2 的取模 / 取余操作优化为位运算）

前言

今天回想起一道 java 面试题：

用最有效率的方法算出 2 乘 8 等于几？

答案是 2 << 3，使用位运算，相当于乘以了 2^3。

跟朋友在这个问题上讨论起来了，有人说 java 的编译器会把/2，/4，/8 这种涉及 2 的幂的运算，优化为位运算。在网上查询发现没有多少相关文章，抱着探究精神，决定手动测试一番。

进行测试

代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main.testDivision();
        Main.testShift();
    }

    /**
     * 除法测试
     */
    private static void testDivision() {
        long startTime = System.nanoTime();
        int tem = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i <1000000000 ; i++) {
            tem = tem / 2;
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println(String.format("Division operations consumed time: %f s", (endTime - startTime) / 1000000000.0));
    }

    /**
     * 位运算测试
     */
    private static void testShift() {
        long startTime = System.nanoTime();
        int tem = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i <1000000000 ; i++) {
            tem = tem >> 1;
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println(String.format("Shift operations consumed time: %f s", (endTime - startTime) / 1000000000.0));
    }
}

测试结果

总共测试了 3 次：

// 第一次
Division operations consumed time: 1.023045 s
Shift operations consumed time: 0.264115 s

// 第二次
Division operations consumed time: 1.000502 s
Shift operations consumed time: 0.251574 s

// 第三次
Division operations consumed time: 1.056946 s
Shift operations consumed time: 0.262253 s

根据耗时，得出结论：java 编译器没有把/2 优化为位运算。

其它的测试

测试 java 编译器是否会把对 2 的取模/取余操作优化为位运算

java 中取模/取余操作符是 %，通常取模运算也叫取余运算，他们都遵循除法法则，返回结果都是左操作数除以右操作数的余数。

代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main.testModulo();
        Main.testShift();
    }

    /**
     * 取模测试
     */
    private static void testModulo() {
        long startTime = System.nanoTime();
        int tem = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i <1000000000 ; i++) {
            tem = tem % 2;
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println(String.format("Modulo operations consumed time: %f s", (endTime - startTime) / 1000000000.0));
    }

    /**
     * 位运算测试
     */
    private static void testShift() {
        long startTime = System.nanoTime();
        int tem = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i <1000000000 ; i++) {
            tem = tem & 1;
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println(String.format("Shift operations consumed time: %f s", (endTime - startTime) / 1000000000.0));
    }
}

测试结果

总共测试了 3 次：

// 第一次
Modulo operations consumed time: 0.813894 s
Shift operations consumed time: 0.003005 s

// 第二次
Modulo operations consumed time: 0.808596 s
Shift operations consumed time: 0.002247 s

// 第三次
Modulo operations consumed time: 0.825826 s
Shift operations consumed time: 0.003162 s

根据耗时，得出结论：java 编译器没有把对 2 的取模/取余操作优化为位运算。

写在最后

感谢阅读，如果本文陈述的内容存在问题，欢迎和我交流！-- JellyfishMIX@qq.com