정수를 2로 나누는 데 더 나은 옵션은 무엇입니까?

정수를 2로 나누기에 가장 적합한 옵션은 다음 중 어느 것입니까?

기술 1 :

x = x >> 1;

기술 2 :

x = x / 2;

여기 x정수가 있습니다.

수행하려는 작업을 가장 잘 설명하는 작업을 사용하십시오.

• 숫자를 일련의 비트로 취급하는 경우 비트 시프트를 사용하십시오.
• 수치로 취급하는 경우 나누기를 사용하십시오.

그것들은 정확히 동일하지 않습니다. 음수에 대해 다른 결과를 줄 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

-5 / 2  = -2
-5 >> 1 = -3

(아이디어)

첫 번째는 나누는 것처럼 보입니까? 아니요 x / 2. 나누려면을 사용하십시오 . 컴파일러는 가능하면 비트 시프트를 사용하도록 최적화 할 수 있으며 (강제 감소라고 함) 직접 수행하는 경우 쓸모없는 미세 최적화가 가능합니다.

쌓아 올리려면 x = x / 2; : 사용하는 것을 선호하는 많은 이유 가 있습니다.

• 그것은 당신의 의도를보다 명확하게 표현합니다 (레지스터 비트 또는 비트를 다루지 않는다고 가정하면)

• 컴파일러는 어쨌든 이것을 시프트 연산으로 줄입니다.

• 컴파일러가 축소하지 않고 시프트보다 느린 연산을 선택하더라도 측정 가능한 방식으로 프로그램의 성능에 영향을 줄 가능성은 그 자체로 거의 작지 않습니다 (측정에 영향을 미치는 경우 실제 교대 사용 이유)

• 나누기가 더 큰 표현식의 일부인 경우 나누기 연산자를 사용하면 우선 순위가 더 높아집니다.

  x = x / 2 + 5;
  x = x >> 1 + 5;  // not the same as above

• 부호있는 산술은 위에서 언급 한 우선 순위 문제보다 훨씬 복잡 할 수 있습니다.

• 다시 말하지만 컴파일러는 이미이 작업을 수행합니다. 실제로, 그것은 2의 거듭 제곱이 아니라 모든 종류의 숫자에 대해 상수로 나누기를 일련의 시프트, 덧셈 및 곱셈으로 변환합니다. 이에 대한 자세한 정보 링크는 이 질문 을 참조하십시오 .

간단히 말해서, 버그를 도입 할 가능성이 높은 것을 제외하고는 실제로 곱셈 또는 나눗셈을 할 때 시프트를 코딩하여 아무것도 사지 않습니다. 컴파일러가 이러한 종류의 것을 적절하게 전환하도록 최적화 할만큼 똑똑하지 못했기 때문에 평생입니다.

가장 좋은 방법은 무엇이며 정수를 2로 나누는 이유는 무엇입니까?

최선의 의미에 따라 다릅니다 .

동료가 당신을 미워하거나 코드를 읽기 어렵게하려면 첫 번째 옵션을 사용하십시오.

숫자를 2로 나누려면 두 번째 숫자로 이동하십시오.

숫자가 음수이거나 더 큰 표현식 안에 있으면 둘이 동일하지 않습니다. 비트 시프트가 우선 순위가 낮 +거나 -나눗셈이 우선 순위가 높습니다.

의도를 나타내는 코드를 작성해야합니다. 성능이 염려 되더라도 걱정하지 마십시오. 옵티마이 저는 이러한 종류의 마이크로 최적화에서 훌륭하게 작동합니다.

/더 명확하다고 가정하고 나누기 ( )를 사용하십시오 . 컴파일러는 그에 따라 최적화됩니다.

x / 2의도가 명확하고 컴파일러가 최적화하기 때문에 선호 해야하는 다른 답변에 동의 합니다.

그러나 선호하는 또 다른 이유 x / 2이상이 x >> 1의 행동이 있다는 것입니다 >>경우 구현에 의존 x서명입니다 int및 부정적이다.

6.5.7 섹션, ISO C99 표준의 글 머리표 5에서 :

결과 E1 >> E2는 E1오른쪽으로 이동 된 E2비트 위치입니다. 경우 E1부호 타입을 갖는 경우, 또는 E1서명 유형 및 음이 아닌 값을 가지며, 그 결과의 값의 몫의 필수적인 부분이다 E1/ 2 ^E2. 경우 E1서명 유형 및 음의 값을 가지며, 그 결과 값은 구현 정의된다.

x / 2명확하고, x >> 1(약 30 % 빠른 자바 JVM를 들어, 마이크로 벤치 마크에 따라) 훨씬 더 빨리 없습니다. 다른 사람들이 지적했듯이 음수의 경우 반올림이 약간 다르므로 음수를 처리하려면이를 고려해야합니다. 일부 컴파일러는 숫자가 음수가 될 수 없다는 것을 알면 자동으로 변환 x / 2할 x >> 1수 있습니다 (심지어 내가 이것을 확인할 수 없다고 생각하더라도).

심지어 x / 2때문에 (느린) 부문의 CPU 명령어를 사용할 수 없습니다 일부 바로 가기가 가능 하지만, 여전히 느린보다 x >> 1.

(이 질문, 다른 프로그래밍 언어보다 연산자를 가지고 ++는 C / C입니다. 자바의 경우 부호없는 오른쪽 시프트도 있습니다, x >>> 1다시 다른있다.이 때문에, 정확하게 두 값의 평균 (평균) 값을 계산 할 수 있습니다 (a + b) >>> 1의지 a및의 값이 매우 큰 경우에도 평균값을 반환합니다 b. 예를 들어, 배열 인덱스가 매우 커질 수있는 경우 이진 검색에 필요합니다. 이진 검색의 여러 버전(a + b) / 2 에는 평균을 계산하는 데 사용 된 버그 가있었습니다 . 제대로 작동 (a + b) >>> 1하지 않습니다. 대신 올바른 해결책을 사용하는 것입니다.)

크 누스는 말했다 :

조기 최적화는 모든 악의 근원입니다.

그래서 나는 사용하는 것이 좋습니다 x /= 2;

이렇게하면 코드를 이해하기 쉽고이 형식 으로이 작업을 최적화한다고 프로세서에 큰 차이가 있다고 생각하지 않습니다.

결정하는 데 도움이되는 컴파일러 출력을 살펴보십시오.
gcc (GCC) 4.2.1 20070719를 사용 하여 x86-64에서이 테스트를 실행했습니다. [FreeBSD]

또한 godbolt에서 온라인으로 컴파일러 출력을 참조하십시오 .

컴파일러가 sarl두 경우 모두 (산술 오른쪽 이동) 명령어를 사용하므로 두 표현식 간의 유사성을 인식합니다. 나누기를 사용하는 경우 컴파일러도 음수를 조정해야합니다. 이를 위해 부호 비트를 최하위 비트로 이동시키고 결과에 추가합니다. 이것은 나누기가하는 것과 비교하여 음수를 바꿀 때 발생하는 문제를 해결합니다.
나누기 케이스는 2 개의 시프트를 수행하지만 명시적인 시프트 케이스는 1 개의 시프트 만 수행하므로 여기서는 다른 답변으로 측정 한 성능 차이를 설명 할 수 있습니다.

어셈블리 출력을 가진 C 코드 :

나누기의 입력은

int div2signed(int a) {
  return a / 2;
}

이 컴파일

    movl    %edi, %eax
    shrl    $31, %eax
    addl    %edi, %eax
    sarl    %eax
    ret

교대와 유사하게

int shr2signed(int a) {
  return a >> 1;
}

출력 :

    sarl    %edi
    movl    %edi, %eax
    ret

추가 된 메모-

x * = 0.5는 일부 VM 기반 언어에서 종종 빠릅니다. 특히 변수를 0으로 나눌 때 검사 할 필요가 없기 때문에 특히 액션 스크립트입니다.

x = x / 2; OR 사용 x /= 2;새로운 프로그래머가 나중에 작업 할 수 있기 때문입니다. 따라서 코드 라인에서 무슨 일이 일어나고 있는지 쉽게 알 수 있습니다. 모든 사람이 그러한 최적화를 인식하지 못할 수 있습니다.

나는 프로그램 경쟁의 목적을 말하고있다. 일반적으로 2로 나누기가 여러 번 발생하는 입력이 매우 크며 입력이 양수 또는 음수 인 것으로 알려져 있습니다.

x >> 1은 x / 2보다 낫습니다. 나는 2 개 작업으로 10 ^ 10 이상의 부서가 발생한 프로그램을 실행하여 ideone.com을 확인했습니다. x / 2는 거의 5.5 초, x >> 1은 거의 2.6 초가 소요되었습니다.

몇 가지 고려해야 할 사항이 있습니다.

1. 비트 시프트를 위해 특별한 계산이 실제로 필요하지 않기 때문에 비트 시프트는 더 빨라야하지만, 지적한 바와 같이 음수에 잠재적 인 문제가 있습니다. 양수를 가지고 있고 속도를 찾고 있다면 비트 시프트를 권장합니다.

2. 분열 연산자는 사람이 쉽게 읽을 수 있습니다. 따라서 코드 가독성을 찾고 있다면 이것을 사용할 수 있습니다. 컴파일러 최적화 분야는 먼 길을 가졌으므로 코드를 읽고 이해하기 쉽게 만드는 것이 좋습니다.

3. 기본 하드웨어에 따라 작업 속도가 다를 수 있습니다. Amdal의 법칙은 일반적인 경우를 빠르게하는 것입니다. 따라서 다른 것보다 빠르게 다른 작업을 수행 할 수있는 하드웨어가있을 수 있습니다. 예를 들어 0.5를 곱하는 것이 2를 나누는 것보다 빠를 수 있습니다 (정수 나누기를 강제하려면 곱셈의 바닥을 차지해야 함).

순수한 성능을 유지하고 있다면 수백만 번 작업을 수행 할 수있는 테스트를 만드는 것이 좋습니다. 실행을 여러 번 (샘플 크기) 샘플링하여 OS / 하드웨어 / 컴파일러 / 코드에서 통계적으로 가장 적합한 것을 결정하십시오.

CPU에 관한 한, 비트 시프트 연산은 분할 연산보다 빠릅니다. 그러나 컴파일러는이를 알고이를 가능한 한 적절하게 최적화하므로 코드가 효율적으로 실행되고 있음을 알면 가장 이해하기 쉬운 방식으로 코딩 할 수 있습니다. 그러나 이전에 지적한 이유 unsigned int보다 캔 (일부 경우)을 최적화하는 것이 좋습니다 int. 부호있는 산술이 필요하지 않은 경우 부호 비트를 포함하지 마십시오.

x = x / 2; 사용하기에 적합한 코드입니다. 그러나 작업은 출력을 생성하려는 방식에 대한 프로그램에 따라 다릅니다.

예를 들어 나누기를 원한다면 x / 2를 사용하고 컴파일러가 연산자 (또는 다른 것)를 이동하도록 최적화하십시오.

오늘날의 프로세서는 이러한 최적화로 인해 프로그램 성능에 영향을 미치지 않습니다.

이에 대한 대답은 작업중인 환경에 따라 다릅니다.

• 당신이 곱셈에 대한 하드웨어 지원없이 8 비트 마이크로 컨트롤러 또는 아무것도에서 작업하는 경우, 비트 이동이 예상과 일상, 그리고 컴파일러는 거의 확실집니다 반면되어 x /= 2로 x >>= 1, 나눗셈 기호의 존재는 그 환경에 비해 더 많은 눈썹을 올릴 것이다 교대를 사용하여 부서에 영향을 미칩니다.
• 성능이 중요한 환경이나 코드 섹션에서 작업 중이거나 컴파일러 최적화를 해제 한 상태에서 코드를 컴파일 할 수 있다면 x >>= 1그 이유를 설명하는 주석이 목적을 명확하게하기 위해 최선일 것입니다.
• 위의 조건 중 하나에 해당되지 않는 경우을 사용하여 코드를 더 읽기 쉽게 만드십시오 x /= 2. 시프트가 더 효율적인 sans 컴파일러 최적화임을 알았다는 것을 불필요하게 증명하는 것보다 코드를 살펴 보는 다음 프로그래머가 시프트 작업에서 10 초의 이중 테이크를 두는 것이 좋습니다.

이들은 모두 부호없는 정수를 가정합니다. 단순한 변화는 아마도 당신이 원하는 것이 아닐 것입니다. 또한 DanielH는 x *= 0.5ActionScript와 같은 특정 언어 에 사용 하는 것에 대한 좋은 지적을 합니다.

모드 2, = 1을 테스트합니다. c. 그러나 이것은 가장 빠를 수 있습니다.

일반적으로 올바른 변화는 다음과 같습니다.

q = i >> n; is the same as: q = i / 2**n;

이것은 때때로 명료 한 비용으로 프로그램 속도를 높이는 데 사용됩니다. 나는 당신이 그것을해야한다고 생각하지 않습니다. 컴파일러는 속도 향상을 자동으로 수행 할 수있을 정도로 똑똑합니다. 이것은 쉬프트를하는 것이 명확성을 희생시키면서 아무것도 얻지 못한다는 것을 의미합니다 .

Practical C ++ Programming 에서이 페이지를 살펴보십시오 .

분명히 다음 코드를 읽는 사람을 위해 코드를 작성하는 경우 "x / 2"의 명확성을 찾으십시오.

그러나 속도가 목표라면 결과를 시간과 방법에 따라 시도하십시오. 몇 달 전에 저는 정수 배열을 단계별로 실행하고 각 요소를 2로 나누는 비트 맵 컨볼 루션 루틴을 작업했습니다. "x >> 1"을 "x로 대체하는 오래된 트릭을 포함하여 모든 종류의 작업을 수행하여 최적화했습니다. / 2 ".

실제로 두 가지 방법을 모두 사용했을 때 x / 2가 x >> 1보다 빠르다는 사실을 알게되었습니다.

기본 최적화가 설정된 Microsoft VS2008 C ++를 사용하고있었습니다.

성능면에서. CPU의 시프트 연산은 분할 연산 코드보다 훨씬 빠릅니다. 따라서 2로 나누거나 2로 곱하면 모두 교대 작업의 이점이 있습니다.

모양과 느낌에 관해서. 엔지니어로서 우리는 아름다운 숙녀조차도 사용하지 않는 화장품에 붙어 있습니다! :)

X / Y는 올바른 것입니다. 그리고 ">>"시프 팅 연산자입니다. 두 개의 정수를 나누려면 (/) 피제수 연산자를 사용할 수 있습니다. 시프트 연산자는 비트를 시프트하는 데 사용됩니다.

x = x / 2; x / = 2; 우리는 이렇게 사용할 수 있습니다 ..

x >> 1이 x / 2보다 빠르지 만, 음수 값을 처리 할 때 >>를 올바르게 사용하는 것은 조금 더 복잡합니다. 다음과 비슷한 것이 필요합니다.

// Extension Method
public static class Global {
    public static int ShiftDivBy2(this int x) {
        return (x < 0 ? x + 1 : x) >> 1;
    }
}