高效的检查给定范围内是否存在一个数字的方法

Question

考虑以下情况：

• 我有2个常量MAX和MIN

• 我得到一个新数字x

现在要检查x是否在给定范围内，我会这样做：

if(x >= MIN && X <= MAX)
{
   //Some logic
}

我想知道是否有更好的方法来谈论效率。我知道这是一个非常简单的任务，但我只是好奇是否有更好的方法。

- Sid

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你认为除了使用>=和<=进行比较之外还有更高效的方法吗？你为什么关心这个问题？ - Tim Schmelter

有什么比两个比较和一个逻辑“与”更有效的呢？这只涉及三个原子处理器操作。在某些情况下，只会有一个操作（逻辑短路）。 - dymanoid

比较操作是最便宜的操作之一 - CPU 在硬件上实现它们，它们实际上只消耗一个指令（加上内存加载）。这绝对不可能成为性能瓶颈，因此它真的不需要更多的审查。保持简单，不要过度思考那些不是问题的问题。 - J...

@TimSchmelter 我不确定是否有比我提供的代码片段更有效的东西，我只是想知道是否有什么我忽略了这个简单的代码片段，因为它非常普遍。 - Sid

@dymanoid，更有效的方法是进行一次减法操作，再加上一个无操作转换和比较。请参见重复部分。然而，这很可能会被现代编译器自动优化。 - phuclv

Answer 1

首先，这是一个典型的微优化案例，几乎从不会产生回报。

话虽如此，唯一的“优化”方法是，如果您事先知道其中一个比较很可能会产生false，那么将该比较放在第一位，以利用boolean short-circuit evaluation。

if (x >= MIN && x <= MAX) { ... } // most efficient if x >= MIN is hardly ever true

或者

if (x <= MAX && x >= MIN) { ... } // most efficient if x <= MAX is hardly ever true

如果两者比较都是不可预测的，那么我们所有人都浪费了时间...

- Peter B

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你的注释不应该相反吗，像这样： if (x >= MIN && x <= MAX) { ... } // 如果 x >= MIN 大多数情况下为真，则最有效 这样它就可以在第一次比较中通过，而无需评估逻辑 And 运算符。 - Mrinal Kamboj

不，您的推理完全相反。在 && 中，false 会导致短路：false && whatever == false。 - Peter B

你正在强调效率，但是第一个布尔比较为false时，数字不在范围内，但实际上这可能无法满足OP的要求，他可能希望处理范围内的值的逻辑。因此，在理论上你是正确的，我之前错了，但实际上上述两种实现都具有效率，差别不大。 - Mrinal Kamboj

这不是优化的唯一方式，请参见重复内容。此外，您可以使用__builtin_expect来指示应采取哪个分支，而不是手动组织比较。 - phuclv

Answer 2

如果您知道最小值将为0（您想排除所有负数），则可以将if语句简化为

if (max <= (uint)x)

- Schmid