有效地找到最小值和最大值

Posted 2023-02-22

【中文标题】有效地找到最小值和最大值

【英文标题】：Finding minimum and maximum efficiently

【发布时间】：2014-01-09 09:56:14

【问题描述】：

我有两个整数参数a 和b。还有两个整数变量max 和min。 我想将a 和b 的最大值分配给max，并将两者中的最小值分配给min。 我需要做这个操作数百万次，所以我想优化它。我目前正在做以下事情：

min = a < b ? a : b;
max = a > b ? a : b;

问题在于它需要两个 if 语句。我想知道是否有更好的方法来做到这一点。

【问题讨论】：

用什么语言？有些语言允许你做并行作业。

你可以使用 SSE 内在函数吗？

是的，我想，任何适用于 VS2012 的东西我都可以使用。

a 和 b 是从哪里来的？

它们是随机生成的。

【参考方案1】：

std::tie(min, max) = std::minmax(a, b);

【参考方案2】：

if (a < b)

    min = a; max = b;

else

    min = b; max = a;

【讨论】：

是的，运行时间要少得多，谢谢！

@BenjyKessler 你启用编译器优化了吗？

我使用的是 VS 2012，优化设置为最大化速度。

【参考方案3】：

您可能过早地进行了优化。看看编译器是怎么做的。

对于只有一个条件的版本，这很简单：-

if (a < b)

  min = a;
  max = b;

else

  min = b;
  max = a;

【参考方案4】：

或者你可能想使用一些数学：

int absdiff = abs (a-b);
int sum = a+b;
max = (sum+absdiff)/2;
min = (sum-absdiff)/2;

您可以相信编译器会根据基本类型优化所有内容，您可以摆脱分支并获得恒定的执行时间（不依赖于预测器）。

编辑：

英特尔处理器上的示例 abs 整数函数：

cdq 
xor eax, edx 
sub eax, edx 

【讨论】：

abs() 通常是使用条件实现的，因此您仍然有一个分支。 int _RTLENTRYF _EXPFUNC abs(int i) return (i >= 0 ? i : -i);

有些输入不起作用，例如a = 1140851080; b = -158544698

当然。我们在这里谈论优化，否则您可以简单地采用a < b ? a : b 方式。最大值必须允许几个 MSB，但谁说这应该在完整的 32 位规模上工作？

好吧，只要我们都知道这些限制 :)

@harold 毕竟，单纯的整数减法已经是一个危险的陷阱；）

【参考方案5】：

 min=a;max=b;
 if(a>b) 
   max=a;
   min=b;
  //Here you don't even need an else statement, i don't know how much time does else take but if it does then you have saved it.