[英]Rounding up to the nearest multiple of a number
好的 - 我幾乎不好意思在這里發帖(如果有人投票關閉,我會刪除),因為這似乎是一個基本問題。
這是在 C++ 中四舍五入到一個數字的倍數的正確方法嗎?
我知道還有其他與此相關的問題,但我特別想知道在 C++ 中執行此操作的最佳方法是什么:
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,我可能沒有明確表達意圖。 這里有些例子:
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
這適用於正數,不確定負數。 它只使用整數數學。
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
if (multiple == 0)
return numToRound;
int remainder = numToRound % multiple;
if (remainder == 0)
return numToRound;
return numToRound + multiple - remainder;
}
編輯:這是一個適用於負數的版本,如果“向上”表示結果總是 >= 輸入。
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
if (multiple == 0)
return numToRound;
int remainder = abs(numToRound) % multiple;
if (remainder == 0)
return numToRound;
if (numToRound < 0)
return -(abs(numToRound) - remainder);
else
return numToRound + multiple - remainder;
}
無條件:
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
assert(multiple);
return ((numToRound + multiple - 1) / multiple) * multiple;
}
這就像為負數從零舍入
編輯:也適用於負數的版本
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
assert(multiple);
int isPositive = (int)(numToRound >= 0);
return ((numToRound + isPositive * (multiple - 1)) / multiple) * multiple;
}
如果multiple
是 2 的冪(快 3.7 倍http://quick-bench.com/sgPEZV9AUDqtx2uujRSa3-eTE80 )
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
assert(multiple && ((multiple & (multiple - 1)) == 0));
return (numToRound + multiple - 1) & -multiple;
}
當因子始終為正時,此方法有效:
int round_up(int num, int factor)
{
return num + factor - 1 - (num + factor - 1) % factor;
}
編輯:這將返回round_up(0,100)=100
。 請參閱下面 Paul 的評論,了解返回round_up(0,100)=0
的解決方案。
這是“我如何找出 n 位將占用多少字節?(A:(n 位 + 7)/8)”問題的概括。
int RoundUp(int n, int roundTo)
{
// fails on negative? What does that mean?
if (roundTo == 0) return 0;
return ((n + roundTo - 1) / roundTo) * roundTo; // edit - fixed error
}
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
if(multiple == 0)
{
return 0;
}
return ((numToRound - 1) / multiple + 1) * multiple;
}
並且不需要亂七八糟的條件
這是使用模板函數的現代 C++ 方法,該函數適用於 float、double、long、int 和 short(但不適用於 long long 和 long double,因為使用了 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;
}
但是您可以使用模板專業化輕松添加對long long
和long double
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));
}
要創建向上舍入的函數,請使用std::ceil
並始終向下舍入使用std::floor
。 我上面的例子是使用std::round
舍入。
創建“向上舍入”或更廣為人知的“圓形天花板”模板函數,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));
}
創建“round down”或更廣為人知的“round floor”模板函數,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));
}
對於任何尋求簡短而甜蜜的答案的人。 這是我用的。 不考慮負數。
n - (n % r)
這將返回前一個因素。
(n + r) - (n % r)
下次還會再來。 希望這可以幫助某人。 :)
float roundUp(float number, float fixedBase) {
if (fixedBase != 0 && number != 0) {
float sign = number > 0 ? 1 : -1;
number *= sign;
number /= fixedBase;
int fixedPoint = (int) ceil(number);
number = fixedPoint * fixedBase;
number *= sign;
}
return number;
}
這適用於任何浮點數或基數(例如,您可以將 -4 舍入到最接近的 6.75)。 本質上它是轉換為定點,在那里四舍五入,然后轉換回來。 它通過從 0 舍入 AWAY 來處理負數。它還通過基本上將函數轉換為 roundDown 來處理負數舍入到值。
特定於 int 的版本如下所示:
int roundUp(int number, int fixedBase) {
if (fixedBase != 0 && number != 0) {
int sign = number > 0 ? 1 : -1;
int baseSign = fixedBase > 0 ? 1 : 0;
number *= sign;
int fixedPoint = (number + baseSign * (fixedBase - 1)) / fixedBase;
number = fixedPoint * fixedBase;
number *= sign;
}
return number;
}
這或多或少是底座的答案,增加了負輸入支持。
首先,您的錯誤條件(multiple == 0)可能應該有一個返回值。 什么? 我不知道。 也許你想拋出一個異常,這取決於你。 但是,什么都不返回是危險的。
其次,您應該檢查 numToRound 是否已經不是倍數。 否則,當您將multiple
添加到roundDown
,您會得到錯誤的答案。
第三,你的演員陣容是錯誤的。 您將numToRound
轉換為整數,但它已經是整數。 您需要在除法之前轉換為 double ,並在乘法之后返回 int 。
最后,你想要什么負數? “向上”四舍五入可能意味着四舍五入到零(以與正數相同的方向四舍五入)或遠離零(“更大”的負數)。 或者,也許你不在乎。
這是包含前三個修復程序的版本,但我不處理負面問題:
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
if(multiple == 0)
{
return 0;
}
else if(numToRound % multiple == 0)
{
return numToRound
}
int roundDown = (int) (( (double) numToRound / multiple ) * multiple);
int roundUp = roundDown + multiple;
int roundCalc = roundUp;
return (roundCalc);
}
以防萬一有人需要將正數四舍五入到最接近的 2 的冪的倍數的解決方案(因為這就是我在這里結束的方式):
// 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;
}
如果它已經是倍數,則輸入數字將保持不變。
這是 GCC 使用-O2
或-Os
提供的 x86_64 輸出(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
每行 C 代碼都與它在程序集中的行完美對應: http : //goo.gl/DZigfX
這些指令中的每一條都非常快,因此該功能也非常快。 由於代碼又小又快,所以在使用時inline
函數可能很有用。
信用:
我正在使用:
template <class _Ty>
inline _Ty n_Align_Up(_Ty n_x, _Ty n_alignment)
{
assert(n_alignment > 0);
//n_x += (n_x >= 0)? n_alignment - 1 : 1 - n_alignment; // causes to round away from zero (greatest absolute value)
n_x += (n_x >= 0)? n_alignment - 1 : -1; // causes to round up (towards positive infinity)
//n_x += (_Ty(-(n_x >= 0)) & n_alignment) - 1; // the same as above, avoids branch and integer multiplication
//n_x += n_alignment - 1; // only works for positive numbers (fastest)
return n_x - n_x % n_alignment; // rounds negative towards zero
}
並為二的權力:
template <class _Ty>
bool b_Is_POT(_Ty n_x)
{
return !(n_x & (n_x - 1));
}
template <class _Ty>
inline _Ty n_Align_Up_POT(_Ty n_x, _Ty n_pot_alignment)
{
assert(n_pot_alignment > 0);
assert(b_Is_POT(n_pot_alignment)); // alignment must be power of two
-- n_pot_alignment;
return (n_x + n_pot_alignment) & ~n_pot_alignment; // rounds towards positive infinity (i.e. negative towards zero)
}
請注意,這兩個負值都向零舍入(這意味着將所有值舍入到正無窮大),它們都不依賴於有符號溢出(在 C/C++ 中未定義)。
這給出:
n_Align_Up(10, 100) = 100
n_Align_Up(110, 100) = 200
n_Align_Up(0, 100) = 0
n_Align_Up(-10, 100) = 0
n_Align_Up(-110, 100) = -100
n_Align_Up(-210, 100) = -200
n_Align_Up_POT(10, 128) = 128
n_Align_Up_POT(130, 128) = 256
n_Align_Up_POT(0, 128) = 0
n_Align_Up_POT(-10, 128) = 0
n_Align_Up_POT(-130, 128) = -128
n_Align_Up_POT(-260, 128) = -256
也許這可以幫助:
int RoundUpToNearestMultOfNumber(int val, int num)
{
assert(0 != num);
return (floor((val + num) / num) * num);
}
總是四舍五入
int alwaysRoundUp(int n, int multiple)
{
if (n % multiple != 0) {
n = ((n + multiple) / multiple) * multiple;
// Another way
//n = n - n % multiple + multiple;
}
return n;
}
alwaysRoundUp(1, 10) -> 10
alwaysRoundUp(5, 10) -> 10
alwaysRoundUp(10, 10) -> 10
總是四舍五入
int alwaysRoundDown(int n, int multiple)
{
n = (n / multiple) * multiple;
return n;
}
alwaysRoundDown(1, 10) -> 0
alwaysRoundDown(5, 10) -> 0
alwaysRoundDown(10, 10) -> 10
以正常方式圓
int normalRound(int n, int multiple)
{
n = ((n + multiple/2)/multiple) * multiple;
return n;
}
normalRound(1, 10) -> 0
normalRound(5, 10) -> 10
normalRound(10, 10) -> 10
可能更安全地轉換為浮點數並使用 ceil() - 除非您知道 int 除法將產生正確的結果。
int noOfMultiples = int((numToRound / multiple)+0.5);
return noOfMultiples*multiple
C++ 將每個數字向下舍入,因此如果添加 0.5(如果它是 1.5,它將是 2)但 1.49 將是 1.99 因此是 1。
編輯 - 抱歉沒有看到你想要四舍五入,我建議使用 ceil() 方法而不是 +0.5
一方面,因為我真的不明白你想做什么,線條
int roundUp = roundDown + multiple;
int roundCalc = roundUp;
return (roundCalc);
絕對可以縮短為
int roundUp = roundDown + multiple;
return roundUp;
四舍五入到恰好是 2 的冪的最接近的倍數
unsigned int round(unsigned int value, unsigned int multiple){
return ((value-1u) & ~(multiple-1u)) + multiple;
}
這對於沿緩存線分配時很有用,其中您想要的舍入增量是 2 的冪,但結果值只需要是它的倍數。 在gcc
上,這個函數的主體生成 8 條沒有除法或分支的匯編指令。
round( 0, 16) -> 0
round( 1, 16) -> 16
round( 16, 16) -> 16
round(257, 128) -> 384 (128 * 3)
round(333, 2) -> 334
對於負 numToRound:
這樣做應該很容易,但標准的模 % 運算符並不能像人們期望的那樣處理負數。 例如 -14 % 12 = -2 而不是 10。首先要做的是獲得永遠不會返回負數的模運算符。 那么roundUp真的很簡單。
public static int mod(int x, int n)
{
return ((x % n) + n) % n;
}
public static int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
return numRound + mod(-numToRound, multiple);
}
這就是我會做的:
#include <cmath>
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
// if our number is zero, return immediately
if (numToRound == 0)
return multiple;
// if multiplier is zero, return immediately
if (multiple == 0)
return numToRound;
// how many times are number greater than multiple
float rounds = static_cast<float>(numToRound) / static_cast<float>(multiple);
// determine, whether if number is multiplier of multiple
int floorRounds = static_cast<int>(floor(rounds));
if (rounds - floorRounds > 0)
// multiple is not multiplier of number -> advance to the next multiplier
return (floorRounds+1) * multiple;
else
// multiple is multiplier of number -> return actual multiplier
return (floorRounds) * multiple;
}
代碼可能不是最佳的,但我更喜歡干凈的代碼而不是干性能。
int roundUp (int numToRound, int multiple)
{
return multiple * ((numToRound + multiple - 1) / multiple);
}
雖然:
建議改用無符號整數,它定義了溢出行為。
你會得到一個異常是 multiple == 0,但無論如何在這種情況下它不是一個明確定義的問題。
C:
int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
return (multiple ? (((numToRound+multiple-1) / multiple) * multiple) : numToRound);
}
和你的 ~/.bashrc:
roundup()
{
echo $(( ${2} ? ((${1}+${2}-1)/${2})*${2} : ${1} ))
}
如果x
已經是倍數,我使用模數的組合來抵消余數的添加:
int round_up(int x, int div)
{
return x + (div - x % div) % div;
}
我們找到余數的倒數,然后再次用除數取模以使其無效,如果它是除數本身,則添加x
。
round_up(19, 3) = 21
我發現了一種與上面發布的算法有些相似的算法:
int[(|x|+n-1)/n]*[(nx)/|x|],其中 x 是用戶輸入值,n 是使用的倍數。
它適用於所有值 x,其中 x 是一個整數(正數或負數,包括零)。 我是專門為 C++ 程序編寫的,但這基本上可以用任何語言實現。
這是我基於 OP 的建議以及其他人給出的示例的解決方案。 由於大多數人都在尋找它來處理負數,因此該解決方案就是這樣做的,而無需使用任何特殊函數,即 abs 等。
通過避免模數並使用除法,負數是一個自然的結果,盡管它被四舍五入了。 在計算向下舍入的版本后,它會執行所需的數學運算以向上或向負方向向上舍入。
還要注意,沒有使用特殊函數來計算任何東西,所以那里有一個小的速度提升。
int RoundUp(int n, int multiple)
{
// prevent divide by 0 by returning n
if (multiple == 0) return n;
// calculate the rounded down version
int roundedDown = n / multiple * multiple;
// if the rounded version and original are the same, then return the original
if (roundedDown == n) return n;
// handle negative number and round up according to the sign
// NOTE: if n is < 0 then subtract the multiple, otherwise add it
return (n < 0) ? roundedDown - multiple : roundedDown + multiple;
}
我想這應該對你有幫助。 我已經用 C 編寫了以下程序。
# include <stdio.h>
int main()
{
int i, j;
printf("\nEnter Two Integers i and j...");
scanf("%d %d", &i, &j);
int Round_Off=i+j-i%j;
printf("The Rounded Off Integer Is...%d\n", Round_Off);
return 0;
}
無限的可能性,僅適用於有符號整數:
n + ((r - n) % r)
/// Rounding up 'n' to the nearest multiple of number 'b'.
/// - Not tested for negative numbers.
/// \see http://stackoverflow.com/questions/3407012/
#define roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( ((n)+(b)-1) - (((n)-1)%(b)) ) )
/// \c test->roundUp().
void test_roundUp() {
// yes_roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( (n)%(b)==0 ? n : (n)+(b)-(n)%(b) ) )
// yes_roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( ((n + b - 1) / b) * b ) )
// no_roundUp(n,b) ( (n)%(b)==0 ? n : (b)*( (n)/(b) )+(b) )
// no_roundUp(n,b) ( (n)+(b) - (n)%(b) )
if (true) // couldn't make it work without (?:)
{{ // test::roundUp()
unsigned m;
{ m = roundUp(17,8); } ++m;
assertTrue( 24 == roundUp(17,8) );
{ m = roundUp(24,8); }
assertTrue( 24 == roundUp(24,8) );
assertTrue( 24 == roundUp(24,4) );
assertTrue( 24 == roundUp(23,4) );
{ m = roundUp(23,4); }
assertTrue( 24 == roundUp(21,4) );
assertTrue( 20 == roundUp(20,4) );
assertTrue( 20 == roundUp(19,4) );
assertTrue( 20 == roundUp(18,4) );
assertTrue( 20 == roundUp(17,4) );
assertTrue( 17 == roundUp(17,0) );
assertTrue( 20 == roundUp(20,0) );
}}
}
這得到了您正在尋找的正整數的結果:
#include <iostream>
using namespace std;
int roundUp(int numToRound, int multiple);
int main() {
cout << "answer is: " << roundUp(7, 100) << endl;
cout << "answer is: " << roundUp(117, 100) << endl;
cout << "answer is: " << roundUp(477, 100) << endl;
cout << "answer is: " << roundUp(1077, 100) << endl;
cout << "answer is: " << roundUp(52,20) << endl;
cout << "answer is: " << roundUp(74,30) << endl;
return 0;
}
int roundUp(int numToRound, int multiple) {
if (multiple == 0) {
return 0;
}
int result = (int) (numToRound / multiple) * multiple;
if (numToRound % multiple) {
result += multiple;
}
return result;
}
這是輸出:
answer is: 100
answer is: 200
answer is: 500
answer is: 1100
answer is: 60
answer is: 90
我認為這有效:
int roundUp(int numToRound, int multiple) {
return multiple? !(numToRound%multiple)? numToRound : ((numToRound/multiple)+1)*multiple: numToRound;
}
這對我有用,但沒有嘗試處理底片
public static int roundUp(int numToRound, int multiple) {
if (multiple == 0) {
return 0;
} else if (numToRound % multiple == 0) {
return numToRound;
}
int mod = numToRound % multiple;
int diff = multiple - mod;
return numToRound + diff;
}
這里有一個超級簡單的解決方案來展示優雅的概念。 它基本上用於網格捕捉。
(偽代碼)
nearestPos = Math.Ceil( numberToRound / multiple ) * multiple;
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