为什么 < 比 != 快得多？答案

【问题标题】：why < is much faster than !=?为什么 < 比 != 快得多？
【发布时间】：2014-07-16 11:03:02
【问题描述】：

问题：考虑以下算法来生成一个序列数字。从整数 n 开始。如果 n 是偶数，除以 2。如果 n 是奇数，乘以 3 并加 1。使用新值重复此过程 n，当 n = 1 时终止。输入将由一系列整数对 i 和 j，每行一对整数。所有整数将小于 1,000,000 且大于 0。对于每一对输入整数 i 和 j，以相同的顺序输出 i、j 出现在输入中，然后是整数的最大循环长度在 i 和 j 之间，包括 i 和 j。这三个数字应该分开由一个空格，所有三个数字在一行和一行每行输入的输出。

样本输入：

1 10

样本输出：

1 10 20

所以我写了这个：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct line{int in1;int in2;int result;};

int cycle(int in);

int main(int argc, char *argv[]) {
    int cycle(int in);
    char c;
    int firstIn=0;
    struct line l[500] ;
    int pointer=0;

    while(2<3){
        l[pointer].in1=0;
        l[pointer].in2=0;
        scanf("%u %u",&l[pointer].in1,&l[pointer].in2);
        if(l[pointer].in1<1||l[pointer].in2<1){
            break;
        }

        int maxCyc=0;
        int j,m;
        int min,max;
        if(l[pointer].in1>l[pointer].in2){
            max=l[pointer].in1;
            min=l[pointer].in2;
        }
        else{
            max=l[pointer].in2;
            min=l[pointer].in1;
        }
        for(j=min;j<=max;j++){

            m = cycle(j);
            if(m>maxCyc)
                maxCyc=m;
        }
        l[pointer].result=maxCyc;
        printf("%d %d %d\n",l[pointer].in1,l[pointer].in2,l[pointer].result);
        pointer++;
    }
}

int cycle(int in){
    int cyc = 1;
    while(in>1){
        if(in%2==0){
            cyc++;
            in=in/2;
        }
        else{
            cyc++;
            in=in*3+1;
        }
    }
    return cyc;
}

完全没问题，但是当您将循环方法中的while(in>1) 更改为while(in!=1) 时，它会变得更慢。我的问题是为什么？！

while(in>1) 的时间：0.683 秒

当它的 while(in!=1) ：我等了超过 5 分钟没有还没有发生:)

输入：1 1000000

没有无限循环之类的，因为in 根本不能低于 1（因为它必须已经是 1）。

最好的问候

【问题讨论】：

你的意思是“why != is much more faster than ”在标题中？
你为什么有while(2<3)？如果你想要一个无限循环，只需执行例如while(1)。尽管编译器无论如何都会将您的表达式优化为1。
这与< 或!= 的速度无关。全部取决于循环中的执行次数。
如果您认为是运算符使您的代码变慢，请创建一个较小的示例来说明这一点，其中要比较的两个运算符的数量或运算符执行次数相同。
是否存在in=in*3+1; 遇到整数溢出并导致in 变为负数的任何数字？那么运营商就会有所作为

标签： c performance operators collatz

【解决方案1】：

当您使用输入值113383 调用cycle 时，进程最终将n 设置为 827370449，而 3*827370449+1 为 2482111348，大于最大值signed int，解释为-1812855948。所以你的第一个负数应该没有负数。

如果此过程最终将n 设置为-2，则从那时起它将在-2 和-1 之间无限循环。可能还有其他我没有考虑过的循环。

如果您要使用 unsigned int，则有可能（我没有检查过）它最终也会溢出，这不会导致负值，但会导致 不正确 值，使您的结果无效。

无论您使用哪种整数表示，最好将n 与每个循环顶部的(maximum-1)/3 进行比较，其中maximum 是您的整数类型的最大可能正值，只是确保不会溢出。

【讨论】：

【解决方案2】：

正如你所说，这是一个简单的溢出问题，谢谢大家。

最大 int 值为2,147,483,647; 所以当我将int cycle(int in) 更改为int cycle(long long int in) 时，我的问题就解决了。

我还发现我对while(in>1) 的第一个回答是错误的。

当整数溢出时，值会低于0。这就是while(in!=1)是一个无限循环的原因。

我真的很累，我没有自己弄清楚。对此感到抱歉:)

【讨论】：