TL; DR：

Question

我最近在其中一门课上接受了测验。问题如下：

在C中编写一个函数（称为cmp），接受两个整数（x和y）如果-1＆lt; x，则返回y如果0 = x y，1 x，则y cmp。写int cmp(int x, int y) { return ((x < y) ? (-1) : ((x == y) ? (0) : (1))); }尽可能简洁。

我能想到的最简洁的功能是：

但我觉得可能会有一些操作，我可以用它来更简洁地做到这一点。也许是^和{{1}}的组合？最近几天这一直困扰着我，我想知道实际上是是否有更好的方法来做到这一点？

Answer 1

“尽可能简洁”是对测验的极其模糊的要求。你有望打高尔夫吗？删除空格和括号是否使其更简洁？无论如何，这是一个使用算术比较结果的解决方案：

int cmp(int x, int y) {
    return (x > y) - (x < y);
}

Answer 2

如果x == y则x - y == 0。
如果x < y则x - y < 0
如果x > y则x - y > 0

因此，我们想知道是否可以将上述3个要点中描述的3个条件转换为cmp函数所需的3个单输出值：

int cmp( int x, int y ) {
    return -1 if x < y
    return  0 if x == y
    return  1 if x > y
}

这可以重新定义为：

int cmp( int x, int y ) return singleValue( x - y );

int singleValue( int diff ) {
    return -1 if diff < 0
    return  0 if diff == 0
    return  1 if diff > 0
}

现在考虑（并假设）计算机使用two's complement表示32位有符号整数，即int），然后所有负值都将具有最高有效位（MSB，{{1} } bit）设置为0th。

对于32位整数，这意味着以下表达式适用于所有负数：

反之亦然：所有正非零整数的MSB均为( anyNegativeNumber & 0x8000000 ) == 0x8000000。最后，所有零值（0）的所有位都设置为int zero == 0。

如果我们查看MSB（第一位），除了检查是否有任何其他位( anyPositiveNumber & 0x8000000 ) == 0，还有上述1函数所需的输出：

singleValue

我们可以通过屏蔽位直接从输入值创建value | first bit | any other bits | desired output 0 | 0 | 0 | 0b ( 0) 122 | 0 | 1 | 1b ( 1) -128 | 1 | 0 | 11111...111b (-1) -123 | 1 | 1 | 11111...111b (-1)和0，但1是一个特例，但我们可以处理它，如下所示：

-1

如果设置了diff的第1位，则返回int diff = x - y; // so only the 1st and last bits are set。如果diff值为-1，则返回0 否则返回0

这可以压缩：

return ( diff & 0x80000000 == 0x80000000 ) ? 0xFFFFFFFF : ( diff != 0 );

这仍然使用int diff; return ( ( ( diff = x - y ) & 0x80000000 ) == 0x80000000 ) ? 0xFFFFFFFF : ( diff != 0 );和==运算符...这可以通过利用单位（!=位置）值可以消除的事实来消除移位n - 位正确将其转换为布尔值：

( diff = x - y ) >> 31 // evaluates to 1 if x < y, 0 if x == y or x > y位可以通过以下事实消除：diff != 0对于所有非零值为!!a，对于零值为1：

我们可以将两者结合起来：

!diff  // evaluates to 1 if diff == 0, else 0
!!diff // evaluates to 0 if diff == 0, else 1

此操作在其中有一个分支（int diff; return ( ( diff = x - y ) >> 31 ) ? -1 : !!diff;）和一个临时变量（?:），但是有一个相同功能的无分支版本。

可以看出三种可能的输出是：

diff

0xFFFFFFFF == 1111_1111 1111_1111 1111_1111 1111_1111 b 0x00000000 == 0000_0000 0000_0000 0000_0000 0000_0000 b 0x00000001 == 0000_0000 0000_0000 0000_0000 0000_0001 b运算符具有＆＃34;符号扩展名＆＃34;对于签名值，这意味着：

>>

如果1000 b >> 2 == 1110 b 0100 b >> 2 == 0001 b位为diff >> 31，则1111..1111为0，否则为1。

每个位的值可以表示为0000..0000：

的函数

diff

或者只是：

a = ( diff >> 31 ) // due to sign-extension, `a` will only ever be either 1111..1111 or 0000..0000
b = !!diff         // `b` will only ever 1 or 0
c = a | b          // bitwise OR means that `1111..1111 | 0` is still `1111..1111` but `0000..0000 | 1` will be `0000..0001`.

将其替换为上述表达式：

c = ( diff >> 31 ) | ( !!diff );

或者

int diff = x - y;
return ( diff >> 31 ) | !!diff;

必须使用

The comma operator，因为C没有指定也不保证二元运算符操作数表达式的求值顺序，但是逗号运算符的求值顺序是。

由于这是一个内联函数，假设我们可以使用可变参数，那么我们可以消除int diff; return diff = x - y, ( diff >> 31 ) | !!diff;，因为我们只使用diff或x一次：

这是我的测试程序和我得到的输出，使用GCC：

return x = x - y, ( x >> 31 ) | !!x;

输出：

#include <stdio.h>

int cmp(int x, int y) {

    return x = x - y, ( x >> 31 ) | !!x;
}

int main() {

    printf( "cmp( 1, 2 ) == %d\n", cmp( 1,2 ) );
    printf( "cmp( 2, 2 ) == %d\n", cmp( 2,2 ) );
    printf( "cmp( 2, 1 ) == %d\n", cmp( 2,1 ) );
}

现在这不完美，因为如果cmp( 1, 2 ) == -1 cmp( 2, 2 ) == 0 cmp( 2, 1 ) == 1和x都是大数且y为负数，则整数溢出问题，例如x。 Checking for this condition is possible但是尽可能地使代码变得简洁 - 你还需要添加处理错误条件的代码。在这种情况下，更好的方法是简单地检查用户提供的输入，而不是检查函数参数值。

TL; DR：

(-4000000000) - (4000000000)

Answer 3

我可以建议：

int cmp(int x, int y) {
    return (x < y) ? -1 : (x > y);
}

当x > y较大时，x比较为1，而当$.ajax({ url:"admin.php", method:"POST", data: {user_id: user_id, deleteall: true}, ... });不大时，admin.php比较为0。 Ryan的回答较短，但我认为这个版本仍然清楚地显示了代码的意图。

C中的按位运算比较两个整数

3 个答案:

TL; DR：