Преобразование подписанного целого числа в беззнаковое короткое с отрицательными значениями, равными нулю в C

Я хотел бы знать, есть ли эффективный способ преобразования целого числа со знаком в короткое без знака, где отрицательные целые значения просто устанавливаются равными 0 в коротком без знака (в C ANSI). Я знаю, что это можно сделать с помощью простого оператора if, подобного следующему:

int val1;
unsigned short val2;

val1=-5; 
if(val1<0){
   val2=0;
}else{
   val2=(unsigned short) val1;
}

Это преобразование происходит очень часто в моей программе, и случай, когда val1 является отрицательным, очень редок, поэтому кажется излишним, чтобы этот оператор if выполнялся каждый раз.

Есть ли более эффективный способ сделать это преобразование?


c type-conversion ansi int unsigned-integer
person gtdevel    schedule 09.05.2014    source источник
comment
Если это необычный случай, предсказатель ветвления может быть достаточно хорошим (очевидно, в зависимости от вашей архитектуры).   -  person Emil Vikström    schedule 09.05.2014
comment
Я предлагаю вам записать наиболее часто встречающееся условие в if, а затем использовать else для менее часто встречающегося состояния.   -  person Don't You Worry Child    schedule 09.05.2014
comment
Также попробуйте val2 = val1 * (val1 > 0); и выполните измерения.   -  person pmg    schedule 09.05.2014
comment
Вы можете создать функцию inline (например, inline si2us(int si, unsigned short *us)) для обработки преобразования. Обратите внимание, что inline относится к версии C99 и может не реализовываться компилятором Microsoft Visual Studio C.   -  person Some programmer dude    schedule 09.05.2014
comment
@JoachimPileborg Я думаю, что это называется __inline в компиляторе C MSVC. Но в любом случае это не ANSI C.   -  person Fred Foo    schedule 09.05.2014
comment
@pmg Если бы это был ответ, я бы проголосовал за него. Я успешно использовал этот шаблон для оптимизации числового кода.   -  person Fred Foo    schedule 09.05.2014
comment
Эта проверка неизбежна, лучше использовать тернарный оператор ?: as val2 = val1‹0 ? 0 : (беззнаковое короткое) val1;   -  person Murukz-userm    schedule 09.05.2014

Ответы (3)


arrow_upward
3
arrow_downward

Одна вещь, которая часто работает, — это использование логических результатов (0 или 1) непосредственно в выражениях.

Вместо вашей конструкции if/else попробуйте

val2 = val1 * (val1 > 0);

И не забудьте измерить разные коды с разными параметрами компилятора, если вам нужна абсолютно лучшая производительность.

person pmg    schedule 09.05.2014
comment
Разве умножение не займет больше времени, чем условное выражение? Или это зависит от компилятора? - person gtdevel; 09.05.2014
comment
Это простое умножение на 0 или 1. Оператор не имеет ответвлений. Это может работать лучше, чем if; может и нет. Вам нужно измерить. Дело в том, что метод стоит попробовать. - person pmg; 09.05.2014
comment
Спасибо за чаевые. Я намереваюсь запустить это встроенное, так что это может измениться, но запуск его в Visual Studio 2 миллиона раз не показал значительных различий во времени вычислений на моем процессоре. Но, как я уже сказал, это может измениться, когда я встрою его, поэтому я буду иметь это в виду. Спасибо. - person gtdevel; 09.05.2014

arrow_upward
2
arrow_downward

Если вы используете gcc, вы можете использовать встроенную функцию, чтобы дать оптимизатору подсказку о вероятном результате целочисленного (или логического) выражения.

#define likely(x)      __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x)    __builtin_expect(!!(x), 0)

В следующем примере мы помечаем ветку как вероятную истину:

const char *home_dir ;

home_dir = getenv("HOME");
if (likely(home_dir))
    printf("home directory: %s\n", home_dir);
else
    perror("getenv");

Адаптировано к вашему коду:

#include <stdio.h>

#define likely(x)      __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x)    __builtin_expect(!!(x), 0)

int main(void)
{
    int val1;
    unsigned short val2;

    val1 = -5; 
    if (unlikely(val1 < 0)) {
        val2 = 0;
    } else {
        val2 = (unsigned short)val1;
    }
    return 0;
}

Другой способ с использованием заданной ширины и побитовых операторов:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
    int32_t val1;
    uint16_t val2;

    val1 = -5; 
    val2 = (0xffff ^ (val1 >> 31)) & val1;
    printf("%u\n", val2);
    return 0;
}
person David Ranieri    schedule 09.05.2014
comment
Я не использую gcc, но я посмотрю, есть ли в моем компиляторе что-то похожее на __builtin_expect. Я использую компилятор IAR для встроенных систем. - person gtdevel; 09.05.2014

arrow_upward
1
arrow_downward

Вот несколько различных способов сделать это:

val2 = (unsigned short)val1 * (1+(val1>>(sizeof(val1)*8-1)));
val2 = (unsigned short)val1 * (1^((val1>>(sizeof(val1)*8-1))&1));
val2 = (unsigned short)val1 * (1^((unsigned)val1>>(sizeof(val1)*8-1)));
val2 = (unsigned short)val1 * (1-((unsigned)val1>>(sizeof(val1)*8-1)));

Вы можете сделать его более общим, заменив 8 на CHAR_BIT (определено в limit.h).

Обратите внимание, что это не обязательно более эффективно, чем простой оператор if/else.

person barak manos    schedule 09.05.2014