我想写一个函数，返回最接近的2的次幂数。例如，如果我的输入是789，输出应该是1024。有没有办法不使用任何循环，而只是使用一些位运算符?
当前回答
在x86中，你可以使用sse4位操作指令来提高速度。
//assume input is in eax
mov ecx,31
popcnt edx,eax //cycle 1
lzcnt eax,eax //cycle 2
sub ecx,eax
mov eax,1
cmp edx,1 //cycle 3
jle @done //cycle 4 - popcnt says its a power of 2, return input unchanged
shl eax,cl //cycle 5
@done: rep ret //cycle 5
在c中，您可以使用匹配的intrinsic。
或者无跳转，通过避免跳转导致的错误预测来加快速度，但通过延长依赖链来减慢速度。计时，看看哪种代码最适合您。
//assume input is in eax
mov ecx,31
popcnt edx,eax //cycle 1
lzcnt eax,eax
sub ecx,eax
mov eax,1 //cycle 2
cmp edx,1
mov edx,0 //cycle 3
cmovle ecx,edx //cycle 4 - ensure eax does not change
shl eax,cl
@done: rep ret //cycle 5
其他回答
尽管问题标注为c，我的5分钱。幸运的是，c++ 20将包含std::ceil2和std::floor2(参见这里)。它是consexpr模板函数，目前的GCC实现使用位移位和工作于任何整型无符号类型。
在x86中，你可以使用sse4位操作指令来提高速度。
//assume input is in eax
mov ecx,31
popcnt edx,eax //cycle 1
lzcnt eax,eax //cycle 2
sub ecx,eax
mov eax,1
cmp edx,1 //cycle 3
jle @done //cycle 4 - popcnt says its a power of 2, return input unchanged
shl eax,cl //cycle 5
@done: rep ret //cycle 5
在c中，您可以使用匹配的intrinsic。
或者无跳转，通过避免跳转导致的错误预测来加快速度，但通过延长依赖链来减慢速度。计时，看看哪种代码最适合您。
//assume input is in eax
mov ecx,31
popcnt edx,eax //cycle 1
lzcnt eax,eax
sub ecx,eax
mov eax,1 //cycle 2
cmp edx,1
mov edx,0 //cycle 3
cmovle ecx,edx //cycle 4 - ensure eax does not change
shl eax,cl
@done: rep ret //cycle 5
将保罗·迪克森的答案应用到Excel中，效果非常好。
=POWER(2,CEILING.MATH(LOG(A1)/LOG(2)))
为了完整起见，这里是用标准C语言实现的浮点数。
double next_power_of_two(double value) {
int exp;
if(frexp(value, &exp) == 0.5) {
// Omit this case to round precise powers of two up to the *next* power
return value;
}
return ldexp(1.0, exp);
}
对于任何unsigned类型，构建在Bit Twiddling Hacks上:
#include <climits>
#include <type_traits>
template <typename UnsignedType>
UnsignedType round_up_to_power_of_2(UnsignedType v) {
static_assert(std::is_unsigned<UnsignedType>::value, "Only works for unsigned types");
v--;
for (size_t i = 1; i < sizeof(v) * CHAR_BIT; i *= 2) //Prefer size_t "Warning comparison between signed and unsigned integer"
{
v |= v >> i;
}
return ++v;
}
这里并没有真正的循环，因为编译器在编译时知道迭代的次数。
