使整数为偶数

Question

有时我需要确保某个整数是偶数。因此，我可以使用以下代码：

int number = /* magic initialization here */;

// make sure the number is even
if ( number % 2 != 0 ) {
    number--;
}

但这似乎不是非常有效最有效的方法，所以我可以执行以下操作：

int number = /* magic initialization here */;

// make sure the number is even
number &= ~1;

但是（除了不可读）我不是确保该解决方案完全可移植。

• 您认为哪种解决方案最好？
• 第二个解决方案完全可移植吗？
• 第二个解决方案比第一个解决方案快得多吗？
• 什么您知道这个问题的其他解决方案吗？
• 如果我在内联方法中执行此操作会怎样？它（理论上）应该与这些解决方案一样快，并且可读性应该不再是问题，这是否使第二个解决方案更可行？

注意：这段代码应该只适用于正整数，但有一个解决方案也适用于负数将是一个优点。

Answer 1

就我个人而言，我会选择内联辅助函数。

inline int make_even(int n)
{
    return n - n % 2;
}

// ....

int m = make_even(n);

Answer 2

在接受答案之前，我将自己尝试总结和
完成此处找到的一些信息：

描述了四种可能的方法（以及这些方法的一些小的变化）。

1. if (数字 % 2 != 0) {
数字 - ;
}
2. number&= ~1
3. number = number - (number % 2);
4. number = (number / 2) * 2; >

在继续之前，让我澄清一些事情：
使用任何这些方法的预期收益都是最小的，即使我们可以
证明一种方法比其他方法快 200% 最差的方法也快
获得可见的速度增益的唯一方法是如果该方法是
在 CPU 密集型应用程序中多次调用。因此，这更多的是
锻炼是为了好玩，而不是真正的优化。

分析

可读性

就可读性而言，我将方法 1 列为最具可读性的，
方法 4 是第二好的，方法 2 是最差的。
人们可以自由地提出不同意见，但我这样对它们进行排名，因为：

1. 在方法 1 中，尽可能明确的是，如果数字是奇数，则
   想要从中减去使其均匀。
2. 方法 4 也非常明确，但我将其排在第二位，因为
   乍一看，您可能会认为它什么也没做，只是完成了一小部分
   第二个后者你就像“哦......整数除法。”。
3. 方法2在可读性方面几乎等同于方法2，但是很多
   人们不习惯按位运算，因此我将方法 2 列为
   越糟糕。

考虑到这一点，我想补充一点，人们普遍认为最好的方法是
实现这一点是使用内联函数，并且没有任何选项是
不可读，可读性并不是真正的问题（直接在代码中使用
明确且清晰，阅读该方法永远不会那么困难）。

如果您不想使用 inline 方法，我建议您只使用
方法 1 或方法 4。

兼容性问题

下溢

有人提到方法 1 可能会下溢，具体取决于方法 1 的方式
处理器代表整数。只是为了确保您可以添加以下内容
使用方法 1 时的STATIC_ASSERT。

STATIC_ASSERT(INT_MIN % 2 == 0, make_even_may_underflow);

至于方法3，即使INT_MIN不是偶数，也可能不会下溢
取决于结果是否与除数或除数具有相同的符号
股利。具有相同符号的除数永远不会下溢，因为
INT_MIN - (-1) 更接近 0。
添加以下 STATIC_ASSERT 只是为了确保：

STATIC_ASSERT(INT_MIN % 2 == 0 || -1 % 2 < 0, make_even_may_underflow);

当然，当 STATIC_ASSERT 失败时，您仍然可以使用这些方法，因为
仅当您将 INT_MIN 传递给 make_even 方法时才会出现问题，
但我强烈建议反对。

（不）支持的位表示

当使用方法 2 时，您应该确保您的编译器位表示
表现如预期：

STATIC_ASSERT( (1 & ~1) == 0, unsupported_bit_representation);

// two's complement OR sign-and-magnitude.
STATIC_ASSERT( (-3 & ~1) == -4 || (-3 & ~1) == -2 , unsupported_bit_representation); 

速度

我还使用 Unix time 实用程序进行了一些简单的速度测试。我跑了每
不同的方法（及其变体）4次并记录结果，
由于结果差异不大，我认为没有必要进行更多测试。

获得的结果显示方法4和方法2作为其中最快的
全部。

结论

根据所提供的信息，我建议使用方法4。它是
可读，我不知道任何兼容性问题并且性能很好。

我希望您喜欢这个答案并使用此处包含的信息来做出
您自己的明智选择。 :)

---

如果您想检查我的结果，可以使用源代码。请注意
测试使用 g++ 编译并在 Mac OS X 中运行。不同
平台和编译器可能会给出不同的结果。

Answer 3

int even_number = (number / 2) * 2;

只要优化器不妨碍（它不应该，但谁知道），无论架构如何，这都应该有效。

Answer 4

我会使用第二种解决方案。在任何二进制表示中，无论位数、大尾数法还是小尾数法或其他架构差异，该操作都会产生将最低位设置为零的效果。它速度快且完全便携。如果您遇到无法理解代码含义的可怜的 C 程序员，可以通过注释来解释代码的意图。

Answer 5

&= 解决方案对我来说看起来最好。如果您想让它更便携且更具可读性：

const int MakeEven = -2;

int number = /* magic initialization here */
// Make sure number is even
number &= MakeEven;

第二个解决方案应该比第一个解决方案快得多。它完全便携吗？最有可能的是，尽管某处可能有一些计算机以不同的方式进行数学计算。

这应该适用于正整数和负整数。

Answer 6

使用第二个解决方案作为内联函数，并将静态断言放入它的实现中，以记录和测试它是否在编译它的平台上工作。

 BOOST_STATIC_ASSERT( (1 & ~1) == 0 );

 BOOST_STATIC_ASSERT( (-1 & ~1) == -2 );

Answer 7

仅当您的符号表示形式是“二进制补码”或“符号和大小”时，您的第二个解决方案才有效。为了就地做到这一点，我会使用 suszterpatt 的变体，它应该（几乎）总是有效。

number -= (number % 2);

您不确定这将在哪个方向上“舍入”负值，因此在极端情况下，您可能会出现下溢。

Answer 8

even_integer = (any_integer >> 1) << 1;

与其他建议的解决方案相比，该解决方案以最高效的方式实现了目标。
一般来说，按位移位是最便宜的操作。某些编译器也会为“number = (number / 2) * 2”生成相同的程序集，但不能保证在所有目标平台和编程语言上都如此。

Answer 9

以下方法很简单，不需要乘法或除法。

number = number & ~1;

或者

number = (number + 1) & ~1;