Question

例如：

f(8)=8
f(9)=8

我可以x = x/2*2;吗？是否存在编译器优化此类表达式的风险？

Answer 1

只要不对程序引入任何副作用，编译器就可以进行任何喜欢的优化。在你的情况下，它不能取消'2'，因为表达式将具有不同的奇数值。

x / 2 * 2被严格评估为(x / 2) * 2，如果x / 2是整数类型，则x将以整数算术执行。

事实上，这是一种惯用的舍入技术。

Answer 2

由于您指定的整数是无符号的，因此您可以使用简单的掩码：

x & (~1u)

将LSB设置为零，从而产生不大于x的立即偶数。也就是说，如果x的类型不比unsigned int宽。

您当然可以强制1与更宽x的类型相同，如下所示：

x & ~((x & 1u) | 1u)

但是在这一点上，你真的应该把这种方法视为混淆练习，并接受芭丝谢芭的答案。

我当然忘记了标准库。如果包含stdint.h（或cstdint，则应该包含在C ++代码中。您可以让实现处理细节：

uintmax_t const lsb = 1;
x & ~lsb;

或

x & ~UINTMAX_C(1)

Answer 3

C和C ++通常在优化中使用“as if”规则。计算结果必须，好像编译器没有优化您的代码。

在这种情况下，9/2*2=8。编译器可以使用任何方法来实现结果8.这包括位掩码，位移或任何产生相同结果的特定于CPU的hack（x86有很多技巧依赖于它不区分指针的事实）和整数，不像C和C ++）。

Answer 4

您可以编写x / 2 * 2，如果x具有无符号类型，编译器将生成非常有效的代码以清除最低有效位。

相反，你可以写：

x = x & ~1;

或者可能不太可读：

x = x & -2;

甚至

x = (x >> 1) << 1;

或者这也是：

x = x - (x & 1);

或者最后一个，由supercat建议，适用于所有整数类型和表示的正值：

x = (x | 1) ^ 1;

以上所有提议都适用于2的补码架构中的所有无符号整数类型。编译器是否会产生最佳代码是一个配置和实现质量的问题。

但请注意，如果x & (~1u)的类型大于x，则unsigned int不起作用。这是一个反直觉的陷阱。如果您坚持使用无符号常量，则必须写x & ~(uintmax_t)1，因为如果x & ~1ULL的类型大于x，则unsigned long long会失败。更糟糕的是，许多平台现在都有大于uintmax_t的整数类型，例如__uint128_t。

这是一个小基准：

typedef unsigned int T;

T test1(T x) {
    return x / 2 * 2;
}

T test2(T x) {
    return x & ~1;
}

T test3(T x) {
    return x & -2;
}

T test4(T x) {
    return (x >> 1) << 1;
}

T test5(T x) {
    return x - (x & 1);
}

T test6(T x) {  // suggested by supercat
    return (x | 1) ^ 1;
}

T test7(T x) {  // suggested by Mehrdad
    return ~(~x | 1);
}

T test1u(T x) {
    return x & ~1u;
}

根据Ruslan的建议，对Godbolt's Compiler Explorer进行测试表明，对于上述所有选项gcc -O1，unsigned int生成相同的确切代码，但将类型T更改为{ {1}}显示unsigned long long的不同代码。

Answer 5

如果你的值是你所说的任何无符号类型，最简单的是

x & -2;

无符号算术的奇迹使-2转换为x的类型，并且具有包含所有1的位模式，但对于最低有效位{{1} }。

与其他一些提议的解决方案相反，这应该适用于任何至少与0一样宽的无符号整数类型。（无论如何，你不应该用较窄的类型做算术。）

额外奖励，正如supercat所说，它只使用有符号类型转换为无符号类型。标准将其定义为模运算。因此unsigned的结果始终是UTYPE_MAX-1无符号类型UTYPE。特别是，它与签名类型的平台的符号表示无关。

Answer 6

到目前为止，我很惊讶的一个选项是使用模运算符。我认为这至少和你原来的片段一样代表你的意图，甚至可能更好。

x = x - x % 2

正如其他人所说，编译器的优化器会等同地处理任何合理的表达式，所以要担心什么更清楚，而不是你认为最快的。所有的位调整答案都很有趣，但你绝对不应该使用它们来代替算术运算符（假设动机是算术而不是位调整）。

Answer 7

只需使用以下内容：

template<class T>
inline T f(T v)
{
    return v & (~static_cast<T>(1));
}

不要害怕这是函数，编译器最终应该优化它 v＆amp; （〜1）适当的类型为1。

如果我想将无符号整数舍入到最接近的较小或相等的偶数整数，我可以除以2然后乘以2吗？

7 个答案: