【问题标题】：Negative to -1, 0 to 0, Positive to 1负到 -1、0 到 0、正到 1
【发布时间】：2011-03-12 08:15:15
【问题描述】：

我有一个枚举MyEnum (Neg -1; None 0; Pos 1)。

我使用CompareTo() 的结果来初始化该枚举的对象。

.NET 中最高性能的方法是什么（负值到 -1、0 到 0、正值到 1）？

注意。
CompareTo() 返回一个整数值..

【问题讨论】：

@knittl : 你认为 division 是性能最好的吗？
@knittl 是否将 .NET 映射到 0/0 到 0？
如果枚举已经分配了 -1/0/1 值，CompareTo() 将始终返回 -1、0 或 1（从不返回任何其他值）。因此，如果我理解正确，您可以简单地执行以下操作来获取 MyEnum 类型值：MyEnum myval = (MyEnum)x.CompareTo(y);
@manixrock：我不确定“总是”。 MSDN讲述：“小于0”：msdn.microsoft.com/en-us/library/…
如果你想要“最高性能”的方法，你需要测试各种选项。看看 System.Diagnostics.Stopwatch 类来衡量每个。

标签： .net

【解决方案1】：

测试结果（双核，x86）：

''''''''''''''''''''' DEBUG MODE '''
= 1 =
Division took    00:00:06.2482408 ms
BuiltInSign took 00:00:05.0293383 ms <<<
BitTestSign took 00:00:05.2092181 ms
CustomSign took  00:00:05.2512802 ms

= 2 =
Division took    00:00:06.2477787 ms
BuiltInSign took 00:00:05.0330921 ms <<<
BitTestSign took 00:00:05.2114098 ms
CustomSign took  00:00:05.2556966 ms

= 3 =
Division took    00:00:06.2506690 ms
BuiltInSign took 00:00:05.0388615 ms <<<
BitTestSign took 00:00:05.2306954 ms
CustomSign took  00:00:05.2512391 ms


''''''''''''''''''' RELEASE MODE '''
= 1 =
Division took    00:00:01.0974078 ms
BuiltInSign took 00:00:00.3195232 ms
BitTestSign took 00:00:00.6392142 ms
CustomSign took  00:00:00.3194230 ms <<<

= 2 =
Division took    00:00:01.1007138 ms
BuiltInSign took 00:00:00.3197784 ms <<<
BitTestSign took 00:00:00.6395294 ms
CustomSign took  00:00:00.3202774 ms

= 3 =
Division took    00:00:01.0977087 ms
BuiltInSign took 00:00:00.3194622 ms <<<
BitTestSign took 00:00:00.6394220 ms
CustomSign took  00:00:00.3201607 ms

代码：

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        MyEnum myEnum = MyEnum.None;

        const int max = 100000000;

        sw.Start();
        for (int i = -max; i < max; i++)
        {
            myEnum = Division(i);
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("Division took {0} ms", sw.Elapsed);
        sw.Reset();

        sw.Start();
        for (int i = -max; i < max; i++)
        {
            myEnum = BuiltInSign(i);
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("BuiltInSign took {0} ms", sw.Elapsed);
        sw.Reset();

        sw.Start();
        for (int i = -max; i < max; i++)
        {
            myEnum = BitTestSign(i);
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("BitTestSign took {0} ms", sw.Elapsed);
        sw.Reset();

        sw.Start();
        for (int i = -max; i < max; i++)
        {
            myEnum = CustomSign(i);
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("CustomSign took {0} ms", sw.Elapsed);
    }

    private MyEnum Division(int value)
    {
        return value == 0 ? 0 : (MyEnum)(value / Math.Abs(value));
    }

    private MyEnum BuiltInSign(int value)
    {
        return (MyEnum)Math.Sign(value);
    }

    private MyEnum CustomSign(int value)
    {
        if (value < 0)
            return MyEnum.Neg;

        if (value > 0)
            return MyEnum.Pos;

        return MyEnum.None;
    }

    MyEnum BitTestSign(int value)
    {
        // Shifts the variable over 31 places, 
        // if the MSB is 1, the statement is true
        if ((value >> 31) == 1)
        {
            return MyEnum.Neg;
        }
        else
        {
            if (value == 0)
            {
                return MyEnum.None;
            }
            else
            {
                return MyEnum.Pos;
            }
        }
    }

    private enum MyEnum
    {
        Pos = 1,
        None = 0,
        Neg = -1
    }
}

【讨论】：

在 CustomSign 中，你为什么用return (MyEnum)(-1) 而不是return MyEnum.Pos？为什么MyEnum.Pos 是负数，与您原来的问题相反？
你的测试集不应该也有负数吗？现在，您不要测量负面的性能，它应该是不同的。
在我的电脑上，如果我从 -max 运行到 max，CustomSign 是最快的。
CustomSign 在我的机器上也是最快的。对于 -max 到 max，其中 max = 1000000000。Div = 15s，BuiltInSign = 10s，BitTestSign = 10s，CustomSign = 8s。
@serhio - 您是否在调试模式而不是发布模式下运行测试？我在调试模式下得到像你一样的结果。您应该尝试在发布模式下运行它们。

【解决方案2】：

.NET 在内部将整数存储为二进制补码。因此，如果您想尝试其他方法，请检查是否设置了最高有效位。这可能更快也可能不会更快，但它应该很容易融入您的测试框架。

伪代码：

if(num == 0)
  return 0;

if(num has msb set)
  return -1;

return 1;

【讨论】：

这个方法不是最优的，看测试结果。
这个方法比我机器上的 Math.Sign 快。

【解决方案3】：

您可以检查变量的最高有效位（在二进制补码中，如果最高有效位为 1，则您有一个负数）。如果您的最高有效位为 0，则检查该值是否为 0。相应地返回一个值。

int Sign(int value){
    if (value >> 31) { //Shifts the variable over 31 places, if the MSB is 1, the statement is true
         return -1;
    } else {
        if (value == 0){
            return 0;
        } else {
            return 1;
        }
    }  }

（例如编辑）

【讨论】：

@GvS：这样想我应该在书里寻找答案，而不是在论坛里问。现在，如果我不知道如何将负数转换为 -1，您认为我能够检查整数中的最高有效位吗？ :)
@Joren 谢谢，我改了；它现在应该编译为 c++ 代码（这是我的意图，但它看起来像 Java）。
一月，你不需要“else”，因为你确实返回了……现在操作次数后Stevo3000解决方案不是更优化吗？..
没错，'else' 语句是不必要的。至于哪个更优化，我不完全确定——我只是提供一个替代方案。您可以测试哪个更快或允许其他人评论性能差异。我认为这取决于'
@Jan：我更多地考虑if (value >> 31 == 1) 以使其成为有效的 C#（一种更可能的 .NET 语言），但可以肯定的是，无论如何。 :)

【解决方案4】：

CompareTo 的结果是负数、零或正数。如果您查看其他答案，Math.Sign 使用 2 个 if 语句返回一个 int。

只需重新编码 Math.Sign 即可返回您的枚举。

（如果这不是家庭作业，我会在那里给出一个代码示例，但你应该从中学习）。

然后，测试一下，看看什么是性能最好的。

【讨论】：

在您等待答案的时间里，您可能已经自己创建了 10 个代码示例，做错了 20 件事，因此学到了 20 个代码示例中没有的东西 ;-)
自定义符号函数比 Math.Sign 更快。

【解决方案5】：

正如@Henrik 和@knittl 所说，您应该使用Math.Sign。但是，如果您对 .Net 框架在幕后所做的事情感兴趣，下面的代码来自 Reflector。

public static int Sign(int value)
{
  if (value < 0)
  {
    return -1;
  }
  if (value > 0)
  {
    return 1;
  }
  return 0;
}

【讨论】：

我对最高效的方法感兴趣。自定义函数的行为是否比内置函数更快？
过早优化是万恶之源
serhio，上面的函数是内置的。

【解决方案6】：

Math.Sign(value)

【讨论】：

【解决方案7】：

看看Math.Sign

【讨论】：

这个方法效果最好，根据下面的测试结果。

【解决方案8】：

.net 框架中有一个名为 Math.Sign 的内置方法

【讨论】：

【解决方案9】：

如果我理解正确，您希望返回 -1 表示负值，0 表示零值，1 表示正值。

我会选择：

public static MyEnum GetSign(int value)
{
    return value == 0 ? 0 : (MyEnum)(value / Math.Abs(value));
}

还是我做错了什么？

【讨论】：

首先，CompareTo 返回整数值，其次，我需要最高效的方式。
我们处于 21 世纪。 afaik 整数除法并不比现代 cpus 上的任何其他操作慢。
我猜你会用GetSign(a.compareTo(b));调用这个
有一个输入值会被抛出。
@Turing Complete：您如何想象Division 和Comparation 在“现代CPU”上以相同的滴答数执行？