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?
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你可能会发现以下的澄清有助于达到你的目的:
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假设你有一个好的编译器&它可以做bit twiddling在这一点上我以上，但无论如何这是工作!!
// http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#IntegerLogObvious
#define SH1(v) ((v-1) | ((v-1) >> 1)) // accidently came up w/ this...
#define SH2(v) ((v) | ((v) >> 2))
#define SH4(v) ((v) | ((v) >> 4))
#define SH8(v) ((v) | ((v) >> 8))
#define SH16(v) ((v) | ((v) >> 16))
#define OP(v) (SH16(SH8(SH4(SH2(SH1(v))))))
#define CB0(v) ((v) - (((v) >> 1) & 0x55555555))
#define CB1(v) (((v) & 0x33333333) + (((v) >> 2) & 0x33333333))
#define CB2(v) ((((v) + ((v) >> 4) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >> 24)
#define CBSET(v) (CB2(CB1(CB0((v)))))
#define FLOG2(v) (CBSET(OP(v)))
测试代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;
// http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#IntegerLogObvious
#define SH1(v) ((v-1) | ((v-1) >> 1)) // accidently guess this...
#define SH2(v) ((v) | ((v) >> 2))
#define SH4(v) ((v) | ((v) >> 4))
#define SH8(v) ((v) | ((v) >> 8))
#define SH16(v) ((v) | ((v) >> 16))
#define OP(v) (SH16(SH8(SH4(SH2(SH1(v))))))
#define CB0(v) ((v) - (((v) >> 1) & 0x55555555))
#define CB1(v) (((v) & 0x33333333) + (((v) >> 2) & 0x33333333))
#define CB2(v) ((((v) + ((v) >> 4) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >> 24)
#define CBSET(v) (CB2(CB1(CB0((v)))))
#define FLOG2(v) (CBSET(OP(v)))
#define SZ4 FLOG2(4)
#define SZ6 FLOG2(6)
#define SZ7 FLOG2(7)
#define SZ8 FLOG2(8)
#define SZ9 FLOG2(9)
#define SZ16 FLOG2(16)
#define SZ17 FLOG2(17)
#define SZ127 FLOG2(127)
#define SZ1023 FLOG2(1023)
#define SZ1024 FLOG2(1024)
#define SZ2_17 FLOG2((1ul << 17)) //
#define SZ_LOG2 FLOG2(SZ)
#define DBG_PRINT(x) do { std::printf("Line:%-4d" " %10s = %-10d\n", __LINE__, #x, x); } while(0);
uint32_t arrTble[FLOG2(63)];
int main(){
int8_t n;
DBG_PRINT(SZ4);
DBG_PRINT(SZ6);
DBG_PRINT(SZ7);
DBG_PRINT(SZ8);
DBG_PRINT(SZ9);
DBG_PRINT(SZ16);
DBG_PRINT(SZ17);
DBG_PRINT(SZ127);
DBG_PRINT(SZ1023);
DBG_PRINT(SZ1024);
DBG_PRINT(SZ2_17);
return(0);
}
输出:
Line:39 SZ4 = 2
Line:40 SZ6 = 3
Line:41 SZ7 = 3
Line:42 SZ8 = 3
Line:43 SZ9 = 4
Line:44 SZ16 = 4
Line:45 SZ17 = 5
Line:46 SZ127 = 7
Line:47 SZ1023 = 10
Line:48 SZ1024 = 10
Line:49 SZ2_16 = 17
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。
C / c++中用于整数输入的高效微软(例如Visual Studio 2017)特定解决方案。在检查最有效的1位的位置之前，通过递减处理输入完全匹配2的幂值的情况。
inline unsigned int ExpandToPowerOf2(unsigned int Value)
{
unsigned long Index;
_BitScanReverse(&Index, Value - 1);
return (1U << (Index + 1));
}
// - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
#if defined(WIN64) // The _BitScanReverse64 intrinsic is only available for 64 bit builds because it depends on x64
inline unsigned long long ExpandToPowerOf2(unsigned long long Value)
{
unsigned long Index;
_BitScanReverse64(&Index, Value - 1);
return (1ULL << (Index + 1));
}
#endif
这将为英特尔处理器生成5个左右的内联指令，类似如下:
dec eax
bsr rcx, rax
inc ecx
mov eax, 1
shl rax, cl
显然Visual Studio c++编译器并没有针对编译时值进行优化，但这里并没有大量的指令。
编辑:
如果你想让输入值1产生1(2的0次方)，对上面代码的一个小修改仍然会生成没有分支的直通指令。
inline unsigned int ExpandToPowerOf2(unsigned int Value)
{
unsigned long Index;
_BitScanReverse(&Index, --Value);
if (Value == 0)
Index = (unsigned long) -1;
return (1U << (Index + 1));
}
生成更多的指令。诀窍在于Index可以被一个测试后跟一个cmove指令所取代。
我认为这也是可行的:
int power = 1;
while(power < x)
power*=2;
答案就是力量。
将其转换为浮点数，然后使用.hex()来显示标准化的IEEE表示。
> > >(789)浮动.hex () “0 x1.8a80000000000p + 9”
然后提取指数，再加1。
>>> int（float（789）.hex（）.split（'p+'）[1]） + 1 10
取2的这个次方。
> > > 2 * * (int (float(789)。hex(),斯普利特(“p +”)[1])+ 1) 1024
