由C++绝对值函数想到的

来源:岁月联盟 编辑:exp 时间:2012-05-09

   这些天恰好要用到一个绝对值的函数。好吧,你会说这个直接用std::abs不就行了吗?对的,一开始我也是这样用的。但是如果去求最小的那个int的值的绝对值,就会导致输出不正确。如:
[cpp]
int min_int = -2147483648; 
cout<<std::abs(min_int)<<endl; 
       得到的结果仍然是-2147483648!恰好我的程序有可能出现这样的情况。所以需要自己去完成一个。

1、第一个版本:
[cpp]
unsigned int __abs(int value) 

    return (value >= 0) ? value : -value; 

       仍然是std::abs的老路,不可取!

2、第二个版本:
[cpp]
#include <limits> 
 
unsigned int __abs(int value) 

    return (std::numeric_limits<int>::min() == value || value >= 0) ? value : -value; 

       这个版本比较简洁,可移植性也很高。std::numeric_limits<int>::min()返回当前系统下int值的最小值,能够自适应int的内存宽度返回准确的值。当value和最小的int值相等或者value不为负数时,我们直接进行位对位的拷贝——因为unsigned int没有符号位,所以完全可行的。当value为除最小值外的负数时,直接取相反数即可。
       但这个版本需要用到两次条件判断,能不能再优化一下呢?所以出现了:

3、第三个版本:
[cpp]
unsigned int __abs(int value) 

    unsigned int copyed_value = value; 
    return (copyed_value > 0x80000000) ? -value : copyed_value; 

        因为32位下最小的int值为0x80000000——最高位符号位为1。当位对位拷贝到unsigned int中时,仍然是这个值。但其他的负数除了最高位为1外,其余位置也有值,比如-1的16进制表示为:0x80000001。所以,我们先执行位对位的拷贝,到copyed_value中。所以出现了判断情况:
       (1)如果copyed_value是大于0x80000000的,说明value是负数,所以我们直接取相反数(-value);
       (2)如果copyed_value是等于0x80000000的,说明value恰好是最小的那个负数,执行位对位拷贝后,copyed_value中存放的就是value的绝对值,所以返回copyed_value;
       (3)如果copyed_value是小于0x80000000,说明value为正数。直接去alue或者copyed_value即可。
       通过分析,我们将(2)和(3)合并到一起,返回copyed_value。所以,采取第三种方案,就只有一次比较操作。比第二种方案省一次。但是这种方案第一眼看去可能易读性上不是很好。

       权衡三种方案,应该说各有利弊。三种情况各有适用的地方。如果你的函数不考虑最小int值的绝对值,可以采用std::abs即可;如果需要考虑但不必担心性能问题,那么第二种方案是你最好的选择!但如果你既要考虑最小int值的绝对值问题,又要考虑性能问题,建议采用第三个方案。

       这个问题虽然简单,但里面透射出来的东西可真不少。其实我们在编程工作中,从细节出抓起,往往能够获得很多收获。



摘自 Arnozhang的专栏