由C++绝对值函数想到的

Posted 2022-12-15 牧秦丶

       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：

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：

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：

#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：

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。

       【转载请注明出处】