无符号整数的快速无分支最大值

Posted 2023-02-16

【中文标题】无符号整数的快速无分支最大值

【英文标题】：Fast branchless max for unsigned integers

【发布时间】：2013-07-30 12:59:49

【问题描述】：

我从AGGREGATE Magic 中发现了一个快速计算最大值的技巧。唯一的问题是整数，但是我尝试了一些东西，不知道如何为无符号整数制作版本。

inline int32_t max(int32_t a, int32_t b)
 
    return a - ((a-b) & (a-b)>>31);

有什么建议吗？

编辑

不要使用它，因为正如其他人所说，它会产生未定义的行为。对于任何现代架构，编译器都能够从return (a > b) ? a : b 发出无分支条件移动指令，这将比相关函数更快。

【问题讨论】：

等等，你确定这比return a > b ? a : b快吗？

这个功能几乎没用。使用std::max。

我的建议是不要假设编译器编写者自己不知道这些技巧。

在 x86 GCC 上为此使用无分支条件移动指令：see here。如果这真的比您的代码慢，我会感到惊讶。

@plasmacel 当具有未定义行为的代码在不同情况下表现出不同的行为时，这并不奇怪——这基本上是意料之中的。

【参考方案1】：

这段代码有什么作用？它采用 a 的值和 a - b 的差值。当然，a - (a - b) 是b。 (a - b) >> 31 只是创建一个掩码，如果 a - b 为负数。

这个代码是不正确的，如果你得到一个减法溢出。然而，这与无符号整数的情况相同。因此，如果您对您的代码在整个值范围内都不正确这一事实感到满意，您可以简单地忽略无符号并使用它：

inline uint32_t umax(uint32_t a, uint32_t b) 
    return (uint32_t)max((int32_t)a, (int32_t)b);