在 C 中翻转 double / float 符号的最快方法

发布于 2024-10-20 07:47:11 字数 341 浏览 0 评论 0原文

在 C 中翻转双精度（或浮点数）符号的最快方法是什么？

我认为，直接访问符号位将是最快的方法，并发现以下方法：

double a = 5.0;
*(__int64*)&a |= 0x8000000000000000;
// a = -5.0

float b = 3.0;
*(int*)&b |= 0x80000000;
// b = -3.0

但是，上述方法不适用于负数：

double a = -5.0;
*(__int64*)&a |= 0x8000000000000000;
// a = -5.0

原文

What is the fastest way to flip the sign of a double (or float) in C?

I thought, that accessing the sign bit directly would be the fastest way and found the following:

double a = 5.0;
*(__int64*)&a |= 0x8000000000000000;
// a = -5.0

float b = 3.0;
*(int*)&b |= 0x80000000;
// b = -3.0

However, the above does not work for negative numbers:

double a = -5.0;
*(__int64*)&a |= 0x8000000000000000;
// a = -5.0

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自由如风 2024-10-27 07:47:11

如果您只是在前面添加一个否定运算符，即 -a，任何像样的编译器都会实现此位操作。不管怎样，你正在对这个位进行“或”运算。你应该对其进行异或。这就是我测试的编译器（GCC、MSVC、CLang）所做的事情。因此，帮自己一个忙，写一下 -a

编辑：请注意，C 不强制执行任何特定的浮点格式，因此对非整数 C 变量的任何位操作最终都会导致错误行为。

由于评论而编辑 2：这是 GCC 为 x86_64 发出的否定代码。

.globl neg
    .type   neg, @function
neg:
.LFB4:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_offset 6, -16
    .cfi_def_cfa_register 6
    movss   %xmm0, -4(%rbp)
    movss   -4(%rbp), %xmm1
    movss   .LC0(%rip), %xmm0
    xorps   %xmm1, %xmm0  /* <----- Sign flip using XOR */
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE4:
    .size   neg, .-neg

应该注意的是，xorps 是为浮点数设计的 XOR，照顾特殊条件。这是一条 SSE 指令。

Any decent compiler will implement this bit manipulation if you just prepend a negation operator, i.e. -a. Anyway, you're OR-ing the bit. You should XOR it. This is what the compilers I tested it do anyway (GCC, MSVC, CLang). So just do yourself a favour and write -a

EDIT: Be aware that C doesn't enforce any specific floating point format, so any bit manipulations on non-integral C variables will eventually result in errornous behaviour.

EDIT 2 due to a comment: This is the negation code GCC emits for x86_64

.globl neg
    .type   neg, @function
neg:
.LFB4:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_offset 6, -16
    .cfi_def_cfa_register 6
    movss   %xmm0, -4(%rbp)
    movss   -4(%rbp), %xmm1
    movss   .LC0(%rip), %xmm0
    xorps   %xmm1, %xmm0  /* <----- Sign flip using XOR */
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE4:
    .size   neg, .-neg

It should be noted that xorps is XOR designed for floatin points, taking care of special conditions. It's a SSE instruction.

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