Question

我有两个32位变量存储的大数字，时间（微秒）。我需要一个帮助，如何将微秒时间改为毫秒，所以我可以存储32位数的差异结果。

更多细节：我在两个32位变量中有一次。其中一个变量具有更高有效位，而另一个变量具有更少有效位。这个时间有微秒分辨率，所以我想把它改成毫秒。那么如何划分存储在两个变量中的数字。

Answer 1

如果您没有64位类型，可以执行以下操作：

uint32_t higher, lower; // your input

lower /= 1000;
lower += (higher % 1000) * 4294967L; // approximate 2^32 / 1000
higher /= 1000;

如果结果符合lower本身，higher应为0。

请注意，正如@Mikhail指出的那样，此解决方案是近似的，并且错误为0.296 * higher + 2 ms（除非我遗漏了某些内容）。

如果确实想要更高的精度并且不关心效率，可以在中间使用一些浮点运算，并正确地舍入结果。我怀疑这是否值得付出努力：

uint32_t higher, lower; // your input

// simpler without a helper variable
if (lower % 1000 >= 500)
{
    lower /= 1000;
    ++lower;
}
else
    lower /= 1000;

lower += round((higher % 1000) * 4294967.296); // 2^32 / 1000
higher /= 1000;

include <cmath>需要round()。

作为一个说明，@ Mikhail在这种情况下的解决方案可能更好，可能更快。虽然这对我来说太复杂了。

如果您有64位类型，则可以将拆分值转换为它：

uint64_t whole_number = higher;
whole_number <<= 32;
whole_number |= lower;

然后你可以像往常一样使用whole_number。

请注意，如果您只需要差异，则在实际分割之前减去这些值会更快。

假设您知道哪个值更大：

uint32_t higher1, lower1; // smaller value
uint32_t higher2, lower2; // bigger value

uint32_t del_high = higher2 - higher1;
uint32_t del_low = lower2 - lower1;

if (lower2 < lower1)
    --del_high;

现在您可以像之前解释的那样转换结果。或者运气不错，del_high将为0（如果差异小于2 ^32μs），您将得到del_low（以μs为单位）的结果。

Answer 2

最简单的方法是使用64位整数类型，但我认为你不能这样做。由于你希望你的答案是32位整数，微秒的高阶值不能大于999，否则在除以1000后它不适合32位。所以你操作的微秒数更大是999 * 2^32 + (2^32 - 1) = 4294967295999。它为您提供13位小数，您可以使用double来处理精确的除法。

如果您因某种原因被迫仅使用32位整数，MichałGórny的答案会为您提供近似解决方案。例如。对于whole_number = 1234567890123，它会得到1234567805的结果。因为在1000上划分最大32位int会有提醒。

使用32位整数获得精确答案的唯一方法是使用长算术。它需要将长数字存储在可以扩展为存储提醒的类型中。您必须将两个32位整数分成四个16位数字。之后，您可以将其分为纸上，并且您有足够的位来存储提醒。请参阅micro2milli的代码：

#include <iostream>

typedef unsigned __int32 uint32;
typedef unsigned __int64 uint64;

const uint32 MAX_INT = 0xFFFFFFFF;

uint32 micro2milli(uint32 hi, uint32 lo)
{
  if (hi >= 1000)
  {
    throw std::runtime_error("Cannot store milliseconds in uint32!");
  }

  uint32 r = (lo >> 16) + (hi << 16);
  uint32 ans = r / 1000;
  r = ((r % 1000) << 16) + (lo & 0xFFFF);
  ans = (ans << 16) + r / 1000;

  return ans;  
}

uint32 micro2milli_simple(uint32 hi, uint32 lo)
{
  lo /= 1000;
  return lo + (hi % 1000) * 4294967L;
}

void main()
{
  uint64 micro = 1234567890123;
  uint32 micro_high = micro >> 32;
  uint32 micro_low = micro & MAX_INT;

  // 1234567805
  std::cout << micro2milli_simple(micro_high, micro_low) << std::endl;
  // 1234567890
  std::cout << micro2milli(micro_high, micro_low) << std::endl;
}

Answer 3

首先，将两个变量分成3个，每个变量有22个有效位。

uint32_t x0 = l & 0x3FFFFF;
uint32_t x1 = ((l >> 22) | (h << 10)) & 0x3FFFFF;
uint32_t x2 = h >> 12;

现在进行除法（每个x有10个可用位，1000＆lt; 2 ^ 10 = 1024，因此不存在溢出）

uint32_t t2 = x2 / 1000;
x1 |= (x2 % 1000) << 22;
uint32_t t1 = x1 / 1000;
x0 |= (x1 % 1000) << 22;
uint32_t t0 = (x0 + 500) / 1000;
    /* +0 for round down, +500 for round to nearest, +999 for round up */

现在把东西放在一起。

uint32_t r0 = t0 + t1 << 22;
uint32_t r1 = (t1 >> 10) + (t2 << 12) + (r0 < t0);

使用相同的技术，但有四个变量保持16位，你可以用除数达到65535.然后用32位算术做这件事就变得更难了。

Answer 4

假设您不能使用64位int，我建议使用a multiple precision library, like GMP。

将2x32位大整数除以1000

4 个答案: