提高double /float 强转为int类型的速度

本文介绍了一种利用IEEE浮点编码格式实现双精度转整数转换的算法,该算法能够实现无误差转换,相较于C语言直接转换方式速度更快。

/* double到整数的转换超强的算法,无误差 (利用了IEEE浮点编码格式) ,比使用C语言 int a = (int)(浮点数)快很多*/
 static inline int DoubleToInt_IEEE(double value)
 {
  static const double magic = 6755399441055744.0;  // (1<<51) | (1<<52)
  double tmp = value + magic;
  return *(int*)&tmp;
 }
 /* float到整数, 允许存在误差情况使用*/
 static inline int Fast_FloatToInt_IEEE(float value)
 {
  static const float magic_f = (3<<21);
  static const long magic_i = 0x4ac00000;
  float ftmp = value + magic_f;
  return  (*((int*)&ftmp)-magic_i) >> 1;
 }

 

 

static_cast<int>(f) 

最快

在C语言中,将 `float` 类型数据换为 `int` 类型时会舍弃小数部分,这是由语言类型换规则决定的。当浮点数被换为整数类型时,C语言标准规定换过程会截断浮点数的小数部分,只保留整数部分[^1]。 具体来说,这种行为源于 C 语言的设计理念之一:提供底层控制和明确的行为定义。浮点数在计算机中是以有限精度表示的,例如 `float` 通常使用 32 位存储,而 `double` 使用 64 位。由于浮点数的表示方式(IEEE 754 标准),某些十进制小数无法精确表示为二进制浮点数,这可能导致精度损失或舍入误差。因此,在进行浮点数到整数的换时,C 语言选择直接截断而非四舍五入,以避免引入额外的不确定性[^1]。 此外,`sizeof` 运算符的结果类型 `size_t` 是一种无符号整数类型,其具体类型由系统决定(如 `unsigned int` 或 `unsigned long long`)[^1]。尽管这与浮点数换没有直接关联,但它体现了 C 语言在不同类型之间进行操作时对可移植性和系统依赖性的重视。 以下是一个简单的代码示例,演示了 `float` 换为 `int` 的行为: ```c #include <stdio.h> int main() { float f = 3.9f; int i = (int)f; printf("Float value: %f\n", f); printf("Converted to int: %d\n", i); return 0; } ``` 运行结果: ``` Float value: 3.900000 Converted to int: 3 ``` 可以看到,即使 `float` 值接近 4,换为 `int` 后仍然得到 3,因为小数部分被直接截断。 这种设计在某些情况下可能不符合预期,特别是当用户希望获得四舍五入的结果时。为此,可以使用标准库函数 `roundf()` 来实现更符合需求的换: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> int main() { float f = 3.9f; int i = (int)roundf(f); printf("Float value: %f\n", f); printf("Rounded to int: %d\n", i); return 0; } ``` 运行结果: ``` Float value: 3.900000 Rounded to int: 4 ``` 通过这种方式,可以更灵活地控制浮点数到整数的换行为。
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