好吧——我几乎不好意思在这里张贴这个(如果有人投票关闭,我会删除),因为这似乎是一个基本的问题。
这是在c++中四舍五入到一个数字的倍数的正确方法吗?
我知道还有其他与此相关的问题,但我特别感兴趣的是,在c++中做这件事的最佳方法是什么:
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
if(multiple == 0)
{
return numToRound;
}
int roundDown = ( (int) (numToRound) / multiple) * multiple;
int roundUp = roundDown + multiple;
int roundCalc = roundUp;
return (roundCalc);
}
更新:
抱歉,我可能没把意思说清楚。下面是一些例子:
roundUp(7, 100)
//return 100
roundUp(117, 100)
//return 200
roundUp(477, 100)
//return 500
roundUp(1077, 100)
//return 1100
roundUp(52, 20)
//return 60
roundUp(74, 30)
//return 90
四舍五入到最接近的倍数,恰好是2的幂
unsigned int round(unsigned int value, unsigned int multiple){
return ((value-1u) & ~(multiple-1u)) + multiple;
}
这在沿中间线分配时很有用,其中您想要的舍入增量是2的幂,但结果值只需是它的倍数。在gcc上,这个函数体生成8条没有除法或分支的汇编指令。
round( 0, 16) -> 0
round( 1, 16) -> 16
round( 16, 16) -> 16
round(257, 128) -> 384 (128 * 3)
round(333, 2) -> 334
这是使用模板函数的现代c++方法,该模板函数适用于float, double, long, int和short(但不适用于long long和long double,因为使用了double值)。
#include <cmath>
#include <iostream>
template<typename T>
T roundMultiple( T value, T multiple )
{
if (multiple == 0) return value;
return static_cast<T>(std::round(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}
int main()
{
std::cout << roundMultiple(39298.0, 100.0) << std::endl;
std::cout << roundMultiple(20930.0f, 1000.0f) << std::endl;
std::cout << roundMultiple(287399, 10) << std::endl;
}
但是你可以很容易地通过模板专门化添加long long和long double的支持,如下所示:
template<>
long double roundMultiple<long double>( long double value, long double multiple)
{
if (multiple == 0.0l) return value;
return std::round(value/multiple)*multiple;
}
template<>
long long roundMultiple<long long>( long long value, long long multiple)
{
if (multiple == 0.0l) return value;
return static_cast<long long>(std::round(static_cast<long double>(value)/static_cast<long double>(multiple))*static_cast<long double>(multiple));
}
要创建向上舍入的函数,请使用std::ceil,而总是向下舍入的函数请使用std::floor。上面的例子是使用std::round进行舍入。
创建“round up”或更广为人知的“round ceiling”模板函数,如下所示:
template<typename T>
T roundCeilMultiple( T value, T multiple )
{
if (multiple == 0) return value;
return static_cast<T>(std::ceil(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}
创建“round down”或更广为人知的“round floor”模板函数,如下所示:
template<typename T>
T roundFloorMultiple( T value, T multiple )
{
if (multiple == 0) return value;
return static_cast<T>(std::floor(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}
四舍五入到2的幂:
以防有人需要一个正数四舍五入到2的幂的最近倍数的解(因为这就是我在这里结束的原因):
// number: the number to be rounded (ex: 5, 123, 98345, etc.)
// pow2: the power to be rounded to (ex: to round to 16, use '4')
int roundPow2 (int number, int pow2) {
pow2--; // because (2 exp x) == (1 << (x -1))
pow2 = 0x01 << pow2;
pow2--; // because for any
//
// (x = 2 exp x)
//
// subtracting one will
// yield a field of ones
// which we can use in a
// bitwise OR
number--; // yield a similar field for
// bitwise OR
number = number | pow2;
number++; // restore value by adding one back
return number;
}
如果输入的数字已经是一个倍数,那么它将保持不变。
以下是GCC使用- o2或- os给出的x86_64输出(9Sep2013 Build - godbolt GCC online):
roundPow2(int, int):
lea ecx, [rsi-1]
mov eax, 1
sub edi, 1
sal eax, cl
sub eax, 1
or eax, edi
add eax, 1
ret
每一行C代码都与它在程序集中的行完全对应:http://goo.gl/DZigfX
每条指令都非常快,所以这个函数也非常快。由于代码非常小且快速,因此在使用时内联该函数可能很有用。
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算法:Hagen von Eitzen @ Math。SE
Godbolt交互式编译器:@mattgodbolt/gcc-explorer在GitHub上