给定整数值x和y, C和c++都返回q = x/y的商,即浮点等价物的底数。我感兴趣的是一种返回天花板的方法。例如,ceil(10/5)=2, ceil(11/5)=3。

最明显的方法是:

q = x / y;
if (q * y < x) ++q;

这需要额外的比较和乘法;我所见过的(实际上使用过的)其他方法都涉及到float或double类型的类型转换。有没有一种更直接的方法可以避免额外的乘法(或二次除法)和分支,同时也避免将类型转换为浮点数?


当前回答

我本想发表评论,但我的知名度不够高。

据我所知,对于正参数和2的幂的除数,这是最快的方法(在CUDA中测试过):

//example y=8
q = (x >> 3) + !!(x & 7);

对于一般的正面论证,我倾向于这样做:

q = x/y + !!(x % y);

其他回答

对于有符号整数或无符号整数。

Q = x / y + !(((x < 0) != (y < 0)) || !(x % y));

有符号的股利和无符号的因子。

Q = x / y + !((x < 0) || !(x % y));

对于无符号股利和有符号因子。

Q = x / y + !((y < 0) || !(x % y));

对于无符号整数。

Q = x / y + !!(x % y);

零除数失败(与本机操作一样)。不能导致溢出。

对应的floor和modulo constexpr实现在这里,以及模板选择必要的重载(作为完全优化和防止不匹配的符号比较警告):

https://github.com/libbitcoin/libbitcoin-system/wiki/Integer-Division-Unraveled

这适用于正数或负数:

q = x / y + ((x % y != 0) ? !((x > 0) ^ (y > 0)) : 0);

如果有余数,则检查x和y是否具有相同的符号,并相应地加1。

这个怎么样?(要求y是非负的,所以在y是一个没有非负保证的变量的罕见情况下不要使用这个)

q = (x > 0)? 1 + (x - 1)/y: (x / y);

我将y/y化简为1,消除了x + y - 1项,并消除了溢出的可能性。

当x是无符号类型且包含0时,我避免x - 1自动换行。

对于有符号的x,负和零仍然合并为一种情况。

在现代通用CPU上可能没有太大的好处,但在嵌入式系统中,这比其他任何正确答案都要快得多。

简化的通用形式,

int div_up(int n, int d) {
    return n / d + (((n < 0) ^ (d > 0)) && (n % d));
} //i.e. +1 iff (not exact int && positive result)

更通用的答案是,c++函数使用定义良好的舍入策略进行整数除法

使用O3编译,编译器优化性能良好。

q = x / y;
if (x % y)  ++q;