使用 Java 登录的最快方法？

optimization java bit-manipulation logic

2022-09-01 04:10:35

我想将值的符号作为值 -1 或 1。floatint

避免条件总是降低计算成本的好主意。例如，我能想到的一种方法是使用快速获取符号：bit-shift

float a = ...;
int sign = a >> 31; //0 for pos, 1 for neg
sign = ~sign; //1 for pos, 0 for neg
sign = sign << 1; //2 for pos, 0 for neg
sign -= 1; //-1 for pos, 1 for neg -- perfect.

或者更简洁地说：

int sign = (~(a >> 31) << 1) - 1;

这似乎是一个好方法吗？
考虑到字节序问题（因为MSB持有符号），这是否适用于所有平台？

答案 1

您不简单地使用的任何原因：

int sign = (int) Math.signum(a); //1 cast for floating-points, 2 for Integer types

此外，大多数 Number 实现都有一个 signum 方法，该方法采用该类型的基元并返回 int，因此您可以避免强制转换以获得额外的性能。

int sign1 = Integer.signum(12); //no casting
int sign2 = Long.signum(-24l); //no casting

它将返回 +1 / 0 / -1，并且已经过优化以提供良好的性能。

作为参考，您可以查看 openJDK 中的实现。相关位包括：

public static float signum(float f) {
    return (f == 0.0f || isNaN(f)) ? f : copySign(1.0f, f);
}

public static boolean isNaN(float f) {
    return (f != f);
}

public static float copySign(float magnitude, float sign) {
    return rawCopySign(magnitude, (isNaN(sign) ? 1.0f : sign));
}

public static float rawCopySign(float magnitude, float sign) {
    return Float.intBitsToFloat((Float.floatToRawIntBits(sign)
            & (FloatConsts.SIGN_BIT_MASK))
            | (Float.floatToRawIntBits(magnitude)
            & (FloatConsts.EXP_BIT_MASK
            | FloatConsts.SIGNIF_BIT_MASK)));
}

static class FloatConsts {
    public static final int SIGN_BIT_MASK = -2147483648;
    public static final int EXP_BIT_MASK = 2139095040;
    public static final int SIGNIF_BIT_MASK = 8388607;
}

答案 2

如果您只想从浮点值中获取 IEEE 754 符号位，则可以使用：

/**
 * Gets the sign bit of a floating point value
 */
public static int signBit(float f) {
    return (Float.floatToIntBits(f)>>>31);
}

这非常快，并且具有没有分支的优点。我认为这是您在JVM上可以达到的最快速度。

但要确保它是你想要的！特别注意特殊情况，例如NaN在技术上可以有0或1符号位。