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
@YannDroneaud答案的变体，适用于x==1，仅适用于x86平台，编译器，gcc或clang:
__attribute__ ((const))
static inline uint32_t p2(uint32_t x)
{
#if 0
assert(x > 0);
assert(x <= ((UINT32_MAX/2) + 1));
#endif
int clz;
uint32_t xm1 = x-1;
asm(
"lzcnt %1,%0"
:"=r" (clz)
:"rm" (xm1)
:"cc"
);
return 1 << (32 - clz);
}
其他回答
你可能会发现以下的澄清有助于达到你的目的:
g++编译器提供了一个内置函数__builtin_clz，用于计算前导零:
所以我们可以这样做:
int nextPowerOfTwo(unsigned int x) {
return 1 << sizeof(x)*8 - __builtin_clz(x);
}
int main () {
std::cout << nextPowerOfTwo(7) << std::endl;
std::cout << nextPowerOfTwo(31) << std::endl;
std::cout << nextPowerOfTwo(33) << std::endl;
std::cout << nextPowerOfTwo(8) << std::endl;
std::cout << nextPowerOfTwo(91) << std::endl;
return 0;
}
结果:
8
32
64
16
128
但请注意，对于x == 0， __builtin_clz return是未定义的。
这是我用来让它成为一个常数表达式的，如果输入是一个常数表达式的话。
#define uptopow2_0(v) ((v) - 1)
#define uptopow2_1(v) (uptopow2_0(v) | uptopow2_0(v) >> 1)
#define uptopow2_2(v) (uptopow2_1(v) | uptopow2_1(v) >> 2)
#define uptopow2_3(v) (uptopow2_2(v) | uptopow2_2(v) >> 4)
#define uptopow2_4(v) (uptopow2_3(v) | uptopow2_3(v) >> 8)
#define uptopow2_5(v) (uptopow2_4(v) | uptopow2_4(v) >> 16)
#define uptopow2(v) (uptopow2_5(v) + 1) /* this is the one programmer uses */
例如，这样的表达式:
uptopow2(sizeof (struct foo))
会很好地化简为常数。
许多处理器架构都支持log以2为底或非常类似的操作——计数前导零。许多编译器都有针对它的内在特性。参见https://en.wikipedia.org/wiki/Find_first_set
from math import ceil, log2
pot_ceil = lambda N: 0x1 << ceil(log2(N))
测试:
for i in range(10):
print(i, pot_ceil(i))
输出:
1 1
2 2
3 4
4 4
5 8
6 8
7 8
8 8
9 16
10 16
