C++ 获得 integer 除法和余数的最佳方法

Question

我只是想知道，如果我想将 a 除以 b，并且对结果 c 和其余部分感兴趣（例如，我有秒数并想将其分成分钟和秒），那么最好的方法是什么go 关于它？

可不可能是

int c = (int)a / b;
int d = a % b;

或者

int c = (int)a / b;
int d = a - b * c;

或者

double tmp = a / b;
int c = (int)tmp;
int d = (int)(0.5+(tmp-c)*b);

或者

也许有一个神奇的 function 可以同时给一个？

Answer 1

在 x86 上，余数是除法本身的副产品，因此任何半体面的编译器都应该能够只使用它（并且不再执行div ）。 这也可能在其他架构上完成。

指令： DIV src

注：无符号除法。 将累加器 (AX) 除以“src”。 如果除数是字节值，则将结果放入 AL并将余数放入 AH 。 如果除数是字值，则 DX:AX 除以“src”，结果存储在 AX 中，余数存储在 DX 中。

int c = (int)a / b;
int d = a % b; /* Likely uses the result of the division. */

Answer 2

std::div返回一个包含结果和余数的结构。

Answer 3

至少在 x86 上，g++ 4.6.1 仅使用 IDIVL 并从该单一指令中获取两者。

C++ 代码：

void foo(int a, int b, int* c, int* d)
{
  *c = a / b;
  *d = a % b;
}

x86 代码：

__Z3fooiiPiS_:
LFB4:
    movq    %rdx, %r8
    movl    %edi, %edx
    movl    %edi, %eax
    sarl    $31, %edx
    idivl   %esi
    movl    %eax, (%r8)
    movl    %edx, (%rcx)
    ret

Answer 4

示例代码测试 div() 和组合除法 & mod。 我用 gcc -O3 编译了这些，我必须添加对 doNothing 的调用以阻止编译器优化所有内容（除法 + mod 解决方案的输出将为 0）。

带上一粒盐：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdlib.h>

extern doNothing(int,int); // Empty function in another compilation unit

int main() {
    int i;
    struct timeval timeval;
    struct timeval timeval2;
    div_t result;
    gettimeofday(&timeval,NULL);
    for (i = 0; i < 1000; ++i) {
        result = div(i,3);
        doNothing(result.quot,result.rem);
    }
    gettimeofday(&timeval2,NULL);
    printf("%d",timeval2.tv_usec - timeval.tv_usec);
}

输出：150

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdlib.h>

extern doNothing(int,int); // Empty function in another compilation unit

int main() {
    int i;
    struct timeval timeval;
    struct timeval timeval2;
    int dividend;
    int rem;
    gettimeofday(&timeval,NULL);
    for (i = 0; i < 1000; ++i) {
        dividend = i / 3;
        rem = i % 3;
        doNothing(dividend,rem);
    }
    gettimeofday(&timeval2,NULL);
    printf("%d",timeval2.tv_usec - timeval.tv_usec);
}

输出：25

Answer 5

除了前面提到的std::div系列函数，还有std::remquo系列函数，返回rem -ainder 并通过传入的指针获取quo -tient。

[编辑：]看起来 std::remquo 毕竟并没有真正返回商。

Answer 6

在其他条件相同的情况下，最好的解决方案是明确表达您的意图。 所以：

int totalSeconds = 453;
int minutes = totalSeconds / 60;
int remainingSeconds = totalSeconds % 60;

可能是您提出的三个选项中最好的一个。 但是，正如其他答案中所述， div方法将同时为您计算这两个值。

Answer 7

您不能相信 g++ 4.6.3 在 32 位英特尔平台上使用 64 位整数。 a/b 是通过调用 divdi3 来计算的，a%b 是通过调用 moddi3 来计算的。 我什至可以想出一个用这些调用计算 a/b 和 ab*(a/b) 的例子。 所以我使用 c=a/b 和 ab*c。

div 方法调用了计算 div 结构的 function，但 function 调用在硬件支持整数类型的平台上似乎效率低下（即 64 位 intel/amd 平台上的 64 位整数）。

Answer 8

许多答案建议使用以下代码：

int div = a / b;
int mod = a % b;

但是，值得记住的是，除法与乘法不同，加法的执行时间要长得多（据我所知，时钟周期是一个时钟周期的几十倍）。 并且，如果需要反复计算mod和div，那么值得用一除一乘一加代替二除，如下：

int div = a / b;
int mod = a - div * b;

Answer 9

您可以使用模数来获得余数。 尽管@cnicutar 的回答似乎更干净/更直接。