C++中&&、and、bitand与||、or、bitor的区别及性能差异问询

嘿，让我来帮你把这几个C里的操作符区别和性能问题讲明白，这也是不少刚接触C替代关键字的开发者会疑惑的点～

这三个可以分成两组来看：

• && 和 and：这俩是完全等价的亲兄弟！and 是C++标准规定的替代关键字，功能和逻辑与操作符 && 一模一样——专门用来做布尔逻辑判断，而且会触发短路求值：如果左边的表达式已经算出是false，右边的表达式就直接跳过不执行了。比如写if (ptr && ptr->get_value())，要是ptr是空指针，右边的成员访问就不会触发，完美避免了空指针错误。

  至于为啥要有and这种写法？主要是为了让代码在某些特殊字符受限的环境下能正常编译，或者让代码读起来更贴近自然语言，比如有些开发者觉得if (is_valid and has_permission)比if (is_valid && has_permission)更直观。

• bitand：这个和上面俩就不是一个赛道的了，它是按位与操作符 & 的替代关键字，作用是对两个整数的二进制位逐位进行与运算。举个例子：3 bitand 5（也就是3 & 5），二进制是011 & 101 = 001，结果就是1。它不存在短路求值这回事，不管左边的结果是什么，右边的表达式都会被完整执行，因为它是直接操作二进制位的运算，和逻辑判断完全无关。

这里得分两种情况来聊：

1. 替代关键字和原符号的性能对比：完全没差异！不管是and和&&、or和||，还是bitand和&、bitor和|，编译器在编译阶段都会把它们转换成完全相同的机器码——它们只是语法层面的不同写法，本质上是同一个东西，所以性能上没有任何区别，选哪种纯粹是个人编码风格或者项目规范的要求。
2. 逻辑操作与按位操作的性能对比：这俩因为语义不同，可能会出现性能差异：
   • 逻辑操作（&&/and、||/or）的短路求值特性，在很多场景下会让它更快：比如逻辑与时，左边表达式如果能快速得到false，右边的高成本计算就直接跳过了；逻辑或时，左边如果是true，右边也不用跑了，这能省不少计算时间。
   • 按位操作（bitand/&、bitor/|）是CPU原生的快速指令，但它必须执行完左右两边的表达式，所以如果右边的表达式计算成本很高，那按位操作就可能比能短路的逻辑操作慢。
   • 另外，逻辑操作会把操作数转换成布尔值，按位操作直接处理整数类型，这中间的类型转换可能带来极其微小的开销，但除非是极端性能敏感的场景（比如高频循环里的核心计算），否则基本可以忽略不计。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mircea