检查两个整数是不是在 0 的同一侧的最快方法

Posted 2023-05-08

【中文标题】检查两个整数是不是在 0 的同一侧的最快方法

【英文标题】：Fastest way to check if two integers are on the same side of 0检查两个整数是否在 0 的同一侧的最快方法

【发布时间】：2013-06-01 18:10:39

【问题描述】：

我需要多次检查两个整数是否在零的同一侧。我不在乎是正面的还是负面的，只要是同一面……而且表现很重要。

目前我正在这样做：

if (int1 == 0 || int2 == 0) 
    // handle zero
 else if ((int1 ^ int2) > 0) 
    // different side
 else 
    // same side

这比更明显的速度提高了 30%（使用 caliper 测试）：

if ((int1 > 0 && int2 > 0) || (int1 < 0 && int2 < 0)) 

可以做得更快吗？

If anyone wants to see the test framework I'm using for the 30%, it's here. I used caliper 0.5-rc1

注意：所有这些解决方案基本上都检查第一位，对于零与正数相同。因此，如果这适用于您的应用程序，则无需进行零检查。

基准列表：

XOR：

带有错误修复的原始答案

如果：

明显的((&&)||(&&)) 解决方案

Bits：

@hatchet 的解决方案 (>>31) == (>>31)

BitAndXor：

@greedybuddha 的解决方案(0x80000000)

BitAndEquals：

@greedybuddha 的解决方案修改为使用== 而不是^

XorShift：

@aaronman 的解决方案 (^)>>31 == 0

卡尺输出：

0% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=XOR 1372.83 ns; ?=7.16 ns @ 3 trials
17% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=Ifs 2397.32 ns; ?=16.81 ns @ 3 trials
33% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=Bits 1311.75 ns; ?=3.04 ns @ 3 trials
50% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=XorShift 1231.24 ns; ?=12.11 ns @ 5 trials
67% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=BitAndXor 1446.60 ns; ?=2.28 ns @ 3 trials
83% Scenariovm=java, trial=0, benchmark=BitAndEquals 1492.37 ns; ?=14.62 ns @ 3 trials

  benchmark   us linear runtime
        XOR 1.37 =================
        Ifs 2.40 ==============================
       Bits 1.31 ================
   XorShift 1.23 ===============
  BitAndXor 1.45 ==================
BitAndEquals 1.49 ==================

vm: java
trial: 0

看起来@aaronman 是赢家

【问题讨论】：

只是出于好奇，您如何检查速度？另外，我建议不要将零情况放在首位，因为它可能是最不可能的。

另外，同一个标志不应该是(int1 ^ int2) < 0吗？

(int1 ^ int2) < 0 使用 2 个可以直接由硬件处理的操作。它不会比这更快。

我向你的精彩问题鞠躬，它应该被标记为“答案陷阱”。每个人都对这个问题进行了抨击，似乎被否决了。也许您的解决方案是唯一的？

这对 int1 == int2 有效吗？

【参考方案1】：

(int1 ^ int2) >> 31 == 0 ? /*on same side*/ : /*different side*/ ; 这不一定能正确处理 0 我不确定在这种情况下你想做什么。 编辑：还想指出，如果这是在 c 而不是 java 中，它可以通过摆脱 == 0 来进一步优化，因为布尔值在 c 中的工作方式，但情况会被切换

【讨论】：

我很确定这是最快的答案。除非有人想出更好的东西，否则我打算稍后再打勾。

那么应该有人给我一块饼干

我喜欢你的位移方式；）

为什么要转移？ (int1 ^ int2) >= 0 ?相同：不同应该产生完全相同的结果

【参考方案2】：

if (int1 == 0 || int2 == 0) 
    // handle zero
 else if ((int1 >> 31) == (int2 >> 31)) 
    // same side
 else 
    // different side

或

if (int1 == 0 || int2 == 0) 
    // handle zero
 else if ((int1 & Integer.MIN_VALUE) == (int2 & Integer.MIN_VALUE)) 
    // same side
 else 
    // different side

两者的想法是相同的 - 除了符号位之外的所有内容，然后比较是否相等。我不确定哪个更快，右移 (>>) 或按位与 (&)。

【讨论】：

@durron597 - 我已经把按位和版本放回去了。

第二个答案和@greedybuddha 的答案一样，呃，不是，但是我已经把他改成了那个哈哈。大编辑即将到来。

无法将int 转换为bool，抱歉

【参考方案3】：

我会将它们比特转换为无符号整数，并对 MSB（最高有效位）进行异或运算 - 比任何比较（进行减法）或乘法都快得多

【讨论】：

这个概念仍然存在，我不是 java 专家，但我相当确定你可以做类似的事情： (int1 & 0x8000000000000000L) ^ (int2 & 0x8000000000000000L) ，给出或接受语法问题和基于当然是你的整数大小。这里也提到了 - Best way to convert a signed integer to an unsigned long

Java 中没有无符号整数

好的，所以除了选角之外，这与上面的建议有何不同？切换括号并说 (int1 ^ int2) & 0x8000000000000000 与 (int1 ^ int2) >> 31 完全相同。我称之为 dibs :)

【参考方案4】：

其他答案

比较符号位

return ((n >> 31) ^ (n2 >> 31) ) == 0 ? /* same */ : /* different */;

比较符号位的另一种方法

return (((int1 & 0x80000000) ^ (int2 & 0x80000000))) == 0 ? /* same */ : /* different */;

我刚刚验证过，但是当int1 == int2 时，Op 的代码是错误的。如果它们相同，以下将始终打印不同。

if (int1 == 0 || int2 == 0) 
    // handle zero
 else if ((int1 ^ int2) < 0) 
    // same side
 else 
    // different side

【讨论】：

但这只是 OP 的解决方案。

我认为应该快速且正确的替代答案。我现在看到 Ops 代码不是

好吧，应该是<= 或者> 0 -> 不同的一面优先

没错，但这会减慢速度，我的答案与您的基准相比如何？

我的我，相信更快，因为我只使用一次右移，而你使用两次，我改变了你的

【参考方案5】：

另一个答案...

final int i = int1 ^ int2;

if (i == 0 && int1 == 0) 
    // both are zero
 else if (i & Integer.MIN_VALUE == Integer.MIN_VALUE) 
    // signs differ
 else 
    // same sign

【参考方案6】：

 int int1    = 3;
 int int2    = 4;
 boolean res = ( (int1 * int2) >= 0) ? true : false;

 System.out.println(res);

【讨论】：

这并不能解决问题，你需要知道它是哪一个 - 零或同侧

抛开性能不谈，这并不总是有效的。见http://ideone.com/2QkTyK

现在试试：int int1 = 1200000000; int int2 = 1500000000;