整数的最快c算术方法

Question

我正在写ac程序。 我有一个无符号整数（16位），其值可以是任何时候任何东西，我有一个签名字符（8位），其值可以是任何时候，在数据类型的明显限制内。 我需要将signed char添加到unsigned int，结果是unsigned int，如果值溢出超过0xFFFF或低于0x00，我需要结果等于限制（0x00或0xFFFF）。 我想知道最快的方法是什么？ 我的方法如下所示，但它使用长数据类型，因此使用长二进制算法，所以我猜测有更快的方法...

long i;
unsigned int result;

i = someUINT + someCHAR;

if(i <= 0) 
{
    result = 0;
}
else if(i >= 0xFFFF)
{
    result = 0xFFFF;
}
else 
{
    result = (unsigned int)i;
}

编辑：我使用的是16位MCU（PIC24HJ系列）和Microchip C30编译器。

Answer 1

几乎可以肯定，正确的答案是

if(i <= 0) 
{
    result = 0;
}
else if(i >= 0xFFFF)
{
    result = 0xFFFF;
}
else 
{
    result = (unsigned int)i;
}

描述应用程序，如果这是一个瓶颈（我高度，高度怀疑），然后重写它。

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现代编译器非常擅长为这样的代码编写无分支条件，所以只需按照最有意义的方式编写它，让编译器完成它的工作。 不要混淆编译器和任何穷人在将来通过使用一些复杂的bit-fiddling hack来阅读此代码。

Answer 2

在添加之前，您可以避免长时间检查：

if(0xFFFF - someUINT < someCHAR) {
  return 0xFFFF;
} else {
  return someUINT + someCHAR;
}

当然，如果您真的需要快速，请将其转换为内联函数或宏并进行汇编。

Answer 3

该算法仅适用于2的补码。

检查带符号的加法溢出时，结果必须与至少一个操作数具有相同的符号。 结果只是略有不同; 如果结果翻转“符号”位，则两个操作数具有相同的“符号”位即可。 当然，无符号限制的计算更容易！

uint16_t UIntPlusChar(uint16_t u, char ch)
{
  int16_t i = (int16_t)u;
  int16_t p = i + ch;
  if ((ch ^ i) < 0 && (p ^ i) < 0)
    p = i >> 15;
  return (uint16_t)p;
}

Answer 4

哇，我喜欢这样的东西。 这是我的准备，假设它大部分时间落在边界之间试试这个

    long i;
    i= char + int;
    if((i & 0xFFFF) == i){
      return (int)i;
    }
    else if(i < 0)
    {
      return 0;
    }
    else
    {
      return 0xFFFF;
    }

Answer 5

最快的方法几乎总是利用您在便携式C代码中无法描述的特定于处理器的功能。 编写明显正确的可移植代码，并让编译器按照它的方式执行操作。 如果您有特定的基准数据，表明这一点必须更快，请实施特定于处理器的其他调整版本。

许多处理器（包括，我相信，PIC24）都有“饱和添加”指令，可完全执行此操作。 最快的事情通常是编写专门使用该指令的程序集，但除非您有证据表明该函数需要更快，否则没有理由这样做。

Answer 6

result = someUINT + someCHAR;
if (someCHAR > 0)
{
   if (result < someCHAR)
   {
      result = 0xFFFF;
   }
}
else if (result > someUINT)
{
   result = 0;
}

Answer 7

我猜最快的是这样的：

UInt16 uival;
  Int8 sbval;
  UInt16 result;

  result = uival + sbval;
  if (uival & 0x8000)  /* Only worry about max-val overflow */
  {
    if (result = 65280) /* Underflow */
      result = 0;
  }

事情有点简化，因为任何溢出只能发生在数值范围的一小部分。 如果加数是16位，则有必要测试原始uint16与结果之间的差异，看是否有溢出; 因为加数只有8位，所以不需要。 我没有使用PIC24xx器件，所以我不知道256或65280的测试是否比其他值更快，但是对于8位器件，它当然应该是。