我知道 C++ 为我们提供了一个 ceil 函数。为了练习,我想知道如何在 C++ 中实现 ceil 函数。该方法的签名是 public static int ceil(float num)
请提供一些见解。
我想到了一个简单的方法:将num转换为字符串,找到小数点的索引,检查小数部分是否大于0。如果是,则返回num+1,否则返回num。但我想避免使用字符串转换
您可以拆开 IEEE754 浮点数的成分并自己实现逻辑:
#include <cstring>
float my_ceil(float f)
{
unsigned input;
memcpy(&input, &f, 4);
int exponent = ((input >> 23) & 255) - 127;
if (exponent < 0) return (f > 0);
// small numbers get rounded to 0 or 1, depending on their sign
int fractional_bits = 23 - exponent;
if (fractional_bits <= 0) return f;
// numbers without fractional bits are mapped to themselves
unsigned integral_mask = 0xffffffff << fractional_bits;
unsigned output = input & integral_mask;
// round the number down by masking out the fractional bits
memcpy(&f, &output, 4);
if (f > 0 && output != input) ++f;
// positive numbers need to be rounded up, not down
return f;
}
(在此处插入通常的“不可移植”免责声明。)
(int)
这是正数的简单实现(这使用了强制转换为向零截断的事实):
int ceil(float num) {
int inum = (int)num;
if (num == (float)inum) {
return inum;
}
return inum + 1;
}
也很容易将其扩展为使用负数。
您的问题要求函数返回int
,但通常该ceil()
函数返回与其参数相同的类型,因此范围(即float ceil(float num)
)没有问题。例如,如果num
为 1e20,上述函数将失败。
这本质上是您必须做的,但无需转换为string
.
浮点数表示为(+/-) M * 2^E
。指数 ,E
告诉您距离二进制点*有多远。如果E
足够大,则没有小数部分,因此无事可做。如果E
足够小,则没有整数部分,因此答案为 1(假设M
为非零,并且数字为正数)。否则,E
告诉您二进制点出现在尾数中的位置,您可以使用它进行检查,然后执行舍入。
我的 5 美分:
template <typename F>
inline auto ceil(F const f) noexcept
{
auto const t(std::trunc(f));
return t + (t < f);
}
之前的代码推荐:
int ceil(float val)
{
int temp = val * 10;
if(val%10)
return (temp+1);
else
return temp;
}
无法编译:在第 4 行“if(val%10)”上收到“错误 C2296: '%': 非法,左操作数的类型为 'float'”,因为您不能在浮点数上使用 mod 运算符 (%) 或双倍的。请参阅:为什么我们不能将 operator % 用于 float 和 double 类型的操作数? 它也不适用于精度不大于 1/10 的十进制值。
鉴于,先前的代码建议:
int ma_ceil(float num)
{ int a = num;
if ((float)a != num)
return num+1;
return num;
}
只要您不超出浮点值的范围,效果很好。数 = 555555555;或 num = -5.000000001 除非您使用双精度数,否则将不起作用。
此外,由于浮点数和双精度数以 IEEE 浮点格式存储,因此存储的二进制表示可能不准确。例如:
浮点数 = 5; 在某些情况下,可能不会获得分配的值 5.0000000,而是 5.9999998 或 5.00000001。为了更正之前的代码版本,我建议将返回值更改为使用整数数学,而不是依赖浮点值的准确性,如下所示:
int ma_ceil(float num)
{ int a = num;
if ((float)a != num)
return a+1;
return a;
}
像这样的东西:
double param, fractpart, intpart;
param = 3.14159265;
fractpart = modf (param , &intpart);
int intv = static_cast<int>(intpart); // can overflow - so handle that.
if (fractpart > some_epsilon)
++intv;
您只需要将some_epsilon
值定义为您希望小数部分大于整数部分增加之前的任何值。其他要考虑的事情是符号(即,如果值为负等)
这是一个适用于负数的方法:
int ceil(float num) {
int inum = (int)num;
if (num < 0 || num == (float)inum) {
return inum;
}
return inum + 1;
}
像这样(纯粹来自第一原则):
#include <iostream>
#include <type_traits>
template<typename T>
constexpr int truncate( const T val )
{
return static_cast<int>( val );
}
template<typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_floating_point_v<T>>>
constexpr T modulusFloat( const T divident,
const T divisor )
{
return divident - truncate( divident / divisor ) * divisor;
}
template<typename T>
constexpr T modulus( const T divident,
const T divisor ) noexcept
{
if constexpr ( std::is_floating_point_v<T> )
{
return modulusFloat( divident,
divisor );
}
else
{
return divident % divisor;
}
}
template<typename T>
constexpr T ceil( const T val ) noexcept
{
return val + (T)1 - modulus( val, (T)1 );
}
int main()
{
std::cout << ceil( 5.4 ) << '\n';
std::cout << ceil( -5.4 ) << '\n';
return 0;
}
它也适用于负值
int ma_ceil(float num)
{ int a = num;
if ((float)a != num)
return num+1;
return num;
}
试试这个...
int ceil(float val)
{
int temp = val * 10;
if(val%10)
return (temp+1);
else
return temp;
}