PHP中的整数除法

Question

我正在寻找在php中进行整数除法的最快方法。例如，5 / 2应该是2，6 / 2应该是3，依此类推。如果我只是简单地这样做，php将在第一种情况下返回2.5，我唯一能找到的解决方案是使用intval($my_number/2) - 这不是我想要的速度（但会得到期望的结果）。

我该怎么做？

编辑：
感谢大家提供的意见，我使用rubber_boots发布的脚本测试了其中一些意见，这里可以看到结果（在2Ghz英特尔Core 2 Duo MacBook上运行MAMP且已使用10000000次迭代）。

start (10000000)
(int)...: 2.26 sec
floor(): 4.36 sec
int_divide(): 2.86 sec
bit-shift: 1.45 sec //note: only works for divisions through powers of 2
intval(): 4.51 sec
round() with PHP_ROUND_HALF_DOWN: 5.48 sec

到目前为止，位移操作是最快的方式，但我会把这个问题保持开放状态一天，看看是否有其他可能性...

EDIT2:
更新了结果，使用了PHP_ROUND_HALF_DOWN进行四舍五入（感谢Col._Shrapnel）

- oezi

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请问您的代码中涉及了多少计算量，以使得这个功能具有显著的性能？ - Your Common Sense

5/2应该是4吗？这是PHP的特性吗？ - nvuono

我需要进行大约2-3百万次计算，使用intval（）函数将需要30-40秒（我认为可能可以快2或3倍）。 - oezi

除了@Alexander的建议之外，您可能还想考虑使用Gearman或其他JobQueues的多个异步进程。 - Gordon

你的服务器速度有点慢。位移操作确实是最快的，应该避免使用intval函数。但我在我的服务器（基于linux/pentium）上进行了300万次迭代测试：$result = intval($x/2) [3.5481秒]; $result = (int)(6/2) [1.5452秒]; $result = $x>>1 [1.1542秒]; result = ($x-($x%2))/2 [1.692秒] 不清楚为什么需要高度优化php性能。你在大约6分钟内回答了自己的问题，这让我怀疑这是一个恶意提问。 - ghoppe

Answer 1

将其转换为整数类型：

$result = (int)(6 / 2);

由于某些原因，它比intval()要快得多。

编辑: 我假设你正在寻找一个普遍的整数除法解决方案。位移是除以(或乘以)2的幂的特殊情况。如果这引起了您的兴趣，则可以参考以下内容：

a / b^n = a >> n where a, b, n are integers

所以：

a / 2 = a / 2^1 = a >> 1

但是有两个需要注意的地方：

1. 许多编译器/解释器会自动为您完成这项工作，因此没有必要猜测；

2. 除非您在单个脚本执行中进行至少 100,000 次此操作，否则不要费心。这是一种毫无意义的微小优化。

进一步阐述（2），是的，(int)比parseInt()更快，但这重要吗？几乎肯定不重要。将注意力集中在可读性强的代码和良好的算法上。这样的事情是一个无关紧要的干扰。

- cletus

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这很不错，但是我在此期间找到了更快的解决方案 - 但非常感谢您的提示。 - oezi

由于某种原因，intval()是一个函数，而(int)不是。在PHP中，函数有相当大的开销，这就是为什么它更快的原因。许多编译器/解释器会自动为您完成此操作。PHP很蠢，它不会为您进行优化。但完全同意“专注于可读的代码和良好的算法。这种事情是无关紧要的干扰。” :) - NikiC

Answer 2

如果要进行除以2的操作，最快的方式是使用位移。

5>>1 = 2
6>>1 = 3

等等之类的东西。它所做的就是将位向右移动1位，从而将数字除以2并丢失余数。

1110 >> 1 =  111
1011 >> 1 =  101
1011 >> 2 =   10 //division by 4
1011 << 1 =10110 

- Alex

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感谢您的智慧方法和关注计算机架构课程！+1 - Leonel

如果不是除以2怎么办？ - Pacerier

然后你只需要用那个数字去除。除以2的幂是一种特殊情况，而且在很多场合下都被使用。例如，如果你想将十六进制颜色格式转换为RGB值，二进制就是实现这个过程的方式。我也遇到了许多问题，使用这种操作有优雅的解决方案，比使用十进制算术的算法高效数十倍。 - Alex

谢谢，我不知道在PHP中可以移位整数！@Pacerier：移位用于将数字除以2的幂次方：要除以2^n，您必须从整数中移出n位。 - Yoone

@Yoone，不是，我的意思是如果我们不想除以2。例如，我们想除以5？ - Pacerier

@Pacerier，位移只用于将整数乘以或除以2^n，因为该操作直接在整数的二进制值上进行。如果您需要进行更复杂的计算，则无法使用此方法，但是这里有一个答案可能会让您受益：http://stackoverflow.com/a/18669991/860283（请注意，除以5可能会有些棘手，因为它不能写成`2^n`与`n>1`的和）。 - Yoone

Answer 3

嘿，我不知道我是如何被牵扯进这个问题的，因为它似乎来自2010年，并且这并不是一个真正的答案，但由于作者似乎收集了所有快速划分整数的方法，所以它可能对某些人有所帮助。

当我为自己编写快速代码时，我通常使用0|而不是(int)，因为"|"运算符的优先级比大多数其他运算符都低，所以你不需要额外的括号。即使

$x=0| 0.3+0.7;

这段代码将按预期工作，并且在查看代码时很容易找到（至少对我来说），因为我认为“= 0 |”是一种特殊的运算符“设置并转换为整数”。

因此，为了丰富您的知识库（这些只是将其它方法转换为整数）：

$c=0| $x/$y;

并且

$c=$x/$y % PHP_INT_MAX;

- XzKto

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哇，谢谢。我以前从没听说过 0|。等我回家了，我会把它加到我的列表里。 - oezi

在PHP 8中，你会得到"从浮点数0.5到整数的隐式转换会丢失精度"的错误。因此，我们必须使用(int)来代替。 - undefined

Answer 4

只是测试一下：

结果（Win32，Core2/E6600）：

 generic division (3000000)
 (int)DIV:       1.74 sec
 intval(DIV):    6.90 sec
 floor(DIV):     6.92 sec
 int_divide():   1.85 sec

 division by 2 (3000000)
 (int)(VAL/2):   1.75 sec
 VAL >> 2:       1.63 sec
 (int)(VAL*0.5): 1.72 sec

代码：

 ...
 echo "generic division ($N)\n";
 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = (int)(($i+1) / $i); }
 printf("(int)DIV:\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = intval(($i+1) / $i); }
 printf("intval(DIV):\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = floor(($i+1) / $i); }
 printf("floor(DIV):\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = ($i - ($i % ($i+1))) / ($i+1); }
 printf("int_divide():\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 echo "division by 2 ($N)\n";
 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = (int)(($i+1) / 2.0); }
 printf("(int)(VAL/2):\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = ($i+1) >> 2; }
 printf("VAL >> 2:\t %.2f sec\n", getTime()-$start);

 $start = getTime(); for($i=1; $i<$N; $i++) { $c = (int)(($i+1)*0.5); }
 printf("(int)(VAL*0.5):\t %.2f sec\n", getTime()-$start);
 ...

敬礼

rbo

- rubber boots

Answer 5

只有当 $x 和 $y 是整数时才有效。

function int_divide($x, $y) {
    return ($x - ($x % $y)) / $y;
}

- ghoppe

Answer 6

通常情况下，round() 函数用于此目的。但我不知道它的速度如何。我的代码中从未有过数百万次计算，最多只有几十次。

- Your Common Sense

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round/ceil/floor比intval慢一些，而且round会给出错误的结果（2.5将变成3而不是2）-但感谢您的尝试。 - oezi

@oezi round 可以给任何能阅读手册中几行代码的人所需的任何结果。无论如何，这是硬件或差劲应用程序设计问题，而不是 PHP 函数的问题。 - Your Common Sense

好的，我的错。如果您传递第三个参数，那么在这种情况下可以让 round() 函数向下舍入。我会更新我的问题结果以考虑这个选项... - oezi

Answer 7

使用round()、ceil()或floor()函数，否则在变量前声明类型，如int()。

- Karthik

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正如我在另一条评论中提到的那样，这些函数甚至比intval()函数更慢。 - oezi

Answer 8

对于PHP 7+，您可以使用intdiv($a, $b)函数。否则，请使用(int)强制转换，而不是二进制OR操作（|），因为后者在PHP 8中会产生警告，如"从浮点数0.5隐式转换为整数会丢失精度"。

- Alexander Shostak