C 中三个浮点数中最快的最小最大

Question

我认为问题很清楚：我有三个数字，我有两个函数，最小值和最大值。

最快的实施是什么？

Answer 1

C 标准 (C99) 提供了 fmaxf 和 标准 C 中的fminf 函数math.h 标头。我首先使用它来查找三个浮点数中最大的一个，然后检查它是否足够快以满足您的需求：

float max = fmaxf(a, fmaxf(b, c));
float min = fminf(a, fminf(b, c));

Answer 2

天真的解决方案是使用两次比较来找到最小值，然后使用两次比较来找到最大值。这是次优的，因为三个比较就足够了（后面是返回 (min, max) 元组的伪代码）：（

function minmax(float a, float b, float c): (float, float)
begin
  boolean altb = (a < b);
  boolean bltc = (b < c);
  if altb and bltc then return (a, c);
  if not altb and not bltc then return (c, a);
  if altb then // Also: c <= b, so b is known to be max
  begin
    if a < c then return (a, b);
    return (c, b);
  end
  if bltc then // Also: b <= a, so b is known to be min
  begin
    if a < c then return (b, c);
    return (b, a);
  end
  // Unreachable.
end

这是为了最具可读性而编写的，而不是为了最小化分支计数）

这会执行 2 到 3 次比较。不可能只使用 2 次比较，因为有 3 次比较！ = 3 个浮点数的 6 次重新排序和 2 次比较只能区分 4 个不同的浮点数。这在问题的决策树上很容易看出。

在实践中，我们应该依赖编译器上的这样的优化。

Answer 3

查找三个数字中最大的代码。

#includ<stdio.h>

void main()

{
    float a,b,c;
    printf("enter a,b,c:");
    scanf("%f%f%f",&a,&b,&c); 
    printf("Greatest no: %f"(a>b)?((a>c)?a:c):((c>b)?c:b)); 
}

反转逻辑以找到最少的:)

Answer 4

我非常喜欢 Adam Zalcman 的方法，我用 C 重写了它，这次也最小化了分支（所以最多 3 个比较和 3 个分支）。

struct Pair
{
    float min_value;
    float max_value;
};

struct Pair minmax(float a, float b, float c)
{
    /* truth table:
     * a<b b<c a<c
     *  T   T   *  => (a, c)
     *  T   F   T  => (a, b)
     *  T   F   F  => (c, b)
     *  F   T   T  => (b, c)
     *  F   T   F  => (b, a)      
     *  F   F   *  => (c, a)
     */
    if (a < b) {
        if (b < c) 
            return (struct Pair) {a, c};
        else {
            if (a < c)
                return (struct Pair) {a, b};
            else
                return (struct Pair) {c, b};
        }
    } else {
        if (b < c) {
            if (a < c)
                return (struct Pair) {b, c};
            else
                return (struct Pair) {b, a};
        } else
            return (struct Pair) {c, a};
    }
}

void foo()
{
    struct Pair result = minmax(1.0, 2.0, 3.0);
}

（不过现在这可能会退化为代码高尔夫......）