大值 Int 场景下高效精确求绝对值解决方案！「建议收藏」

Posted 2021-08-08 魏小言

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了大值 Int 场景下高效精确求绝对值解决方案！「建议收藏」相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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大值 int 场景下高效精确求绝对值

大值 int 场景下高效精确求绝对值

本文提供 大值 int 类型求绝对值，高效且精确 的一种解决方案！

Math.Abs

业务逻辑中，对数据取绝对值的操作很常见，各类开发语言都提供了对应的 Math 包，支持 Abs() 函数处理。
但在一些特殊的场景中，标配的 Abs() 确并不适用！

下面以 Goland 为例，提供最佳的绝对值解决方案。

数据精度不允许丢失

特殊场景

在设计 AbTest 平台时，通过 xxhash 对数据进行关系映射，某些情况会映射到 int64 类型的负值「对应 Java 中 long 类型」，在进行取模的过程需要保证结果为正数，即无符号类型，这样才能正确命中 bit 分桶。

Goland 中标配的绝对值解决方案是 “math” 包的 math.Abs(x float64) 。

不适用问题原因

首先，我们场景中的目标数据是 int64 , math 包参数为 float64，需要进行转换。在转的过程中，数据过大，数据精度会丢失，无法保证最终分桶的正确性！

Int 转 float 会出现数据精度丢失的问题，和其各自的存储机制有关。

- Float 浮点数，内部存储分布为，1 个符号位、8 个指数位、23个小数位。「以 32 位为例」
- Int 整形，内部存储为二进制补码。「以 32 位为例」
- Float 的 23 小数位决定了其表示的精度，当 int 值超过 2^23 时，float 将无法表示，即出现数据精度丢失的问题。

解决方案

当然，针对这种对数据精确度要求高的场景，各开发语言也提供了额外的包进行支持，如 Goland 中的 Float.SetInt、Java 中的 BigDecimal 等等。

这里针对特殊数据取绝对值的场景，提出更快，更简洁的解决方案！

位运算高效准确取绝对值

在一些面试编程题中，我们会接触到数据的位运算，这里就用其中的 “ 异或 “ 进行实操演示。

异或运算

a⊕b = （¬a ∧ b） ∨ （a ∧¬b）
如果a、b两个值不相同，则异或结果为1。如果a、b两个值相同，异或结果为0。

绝对值

func abs(n int64) int64 {
    y := n >> 63
    return (n ^ y) - y
}

注解
若 n 为正数，n >> 63 等于 0 ；
若 n 为负数，n >> 63 等于 -1 ；
若 n 为正数，n^0 = n 数不变；
若 n 为负数,有 n^-1 需要计算 n 和 -1 的补码，然后进行异或运算，结果 n 变符号并且为 n 的绝对值减 1 ，再减去 -1 就是绝对值。

举例【32位】
n = 1 , 原码 = 反码 = 补码 = 0000 0001，n >> 31 = 0 , 1^0 = 1 , 1 - 0 = 1;
n = -2 ，源码 = 1000 0010 ，反码 = 1111 1101 ，补码 =1111 1110，n >> 31 = -1，-2^-1 = 1，1-（-1）= 2。