快速整数ABS功能

Question

int X = a-b;
int d = Math.Abs(X);

我很确定.NET不会内联.那么,我会做if(),还是还有其他一些鲜为人知的技巧？

Answer 1

我做了一些性能测试,以确定你是否可以使用除标准Math.Abs​​之外的其他东西来节省时间.

执行所有这些2000000000次后的结果(i从-1000000000到+1000000000,所以没有溢出):

Math.Abs(i)                    5839 ms     Factor 1
i > 0 ? i : -i                 6395 ms     Factor 1.09
(i + (i >> 31)) ^ (i >> 31)    5053 ms     Factor 0.86

(这些数字因不同的运行而有所不同)

基本上你可以得到一个非常小的改善Math.Abs,但没有什么了不起的.

有点破解你可以减少Math.Abs​​所需的一些时间,但可读性严重受损.
使用简单的分支,您实际上可以更慢.在我看来总的来说不值得.

所有测试均在32位操作系统,Net 4.0,VS 2010,发布模式下运行,不附带调试器.

这是实际的代码:

class Program
{
    public static int x; // public static field. 
                         // this way the JITer will not assume that it is  
                         // never used and optimize the wholeloop away
    static void Main()
    {
        // warm up
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = Math.Abs(i);
        }

        // start measuring
        Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = Math.Abs(i);
        }
        Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);

        // warm up
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = i > 0 ? i : -i;
        }

        // start measuring
        watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = i > 0 ? i : -i;
        }
        Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);

        // warm up
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = (i + (i >> 31)) ^ (i >> 31);
        }

        // start measuring
        watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
        {
            x = (i + (i >> 31)) ^ (i >> 31);
        }
        Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);


        Console.ReadLine();
    }
}

Answer 2

JIT在某些情况下执行内联.我不知道它是否内联Math.Abs......但你确认这实际上是一个性能问题吗？在您知道需要之前不要进行微观优化,然后通过以下方式测量性能增益:

int d = X > 0 ? X : -X;

验证它真的值得.

正如由Anthony指出,上面就不会(通常)为工作int.MinValue,如-int.MinValue == int.MinValue,而Math.Abs将引发OverflowException.您可以使用选中的算法在直接C#中强制执行此操作:

int d = X > 0 ? X : checked(-X);

Answer 3

对于它的价值,32位带符号,2的补码格式int的绝对值通常是这样实现的:

abs(x)=(x ^(x >> 31)) - (x >> 31)