在C语言中，floor()和ceil()函数与将数字转换为整数的强制类型转换之间有什么区别？

Question

我正在编写一些C代码，用于将浮点数重复向上和向下舍入到整数值。标准的C数学库包括函数floor()和ceil()。 我注意到更快的实现这些函数的方法是直接转换为整数：

int up, down;
float test = 1.3548;

up = (int)(test + 1);  //ceil()
down  = (int)test;     //floor()

我做了一个快速的检查，这看起来运行良好。

1. 如果我需要结果作为整数作为数组索引（即它是否总是返回正确的结果），这是舍入上下的可靠方法吗？
2. 这种方法为什么速度明显增加？（在我的系统上，它比math.h实现运行约快3倍）

- samuelschaefer

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不是一种可靠的方法。考虑test为整数值（如4.0）的情况。此时floor(x) == ceil(x)，但您的代码将返回up = 5; down = 4。请您注意不要改变原文意思。 - njuffa

你确定这样更快吗？给我们展示一下你的性能测试！ - Sulthan

取决于您所说的“可靠”是什么意思。如果“可靠”意味着“它会工作”，那么是的。但是，如果您的意思是更多，比如“它总是向下/向上/最接近/向零等舍入...”，那么不是...请确保在正数和负数以及可能超出'int'范围的数字上尝试各种方法，以查看会发生什么，以便您可以为特定情况选择“正确”的方法...哦，那应该是up =（int）（test + 0.5）-好好想想... - twalberg

如果您不关心旧处理器，请使用SSE4.1进行编译。然后，floor()和ceil()将不再缓慢。 - Mysticial

Answer 1

ceil() 和 floor() 函数返回的数字与使用 round() 函数返回的不同。

up = (int)(test + 1);
down  = (int)test;

当你有一个负数时。

如果你有：

float test = -1.3548;
up = (int)test;        // ceil()
down = (int)(test-1);  // floor()

即使最后一种情况下，当test为整数时，这不是一个好的计算floor（）的方法。

除非你希望以不同方式处理正数和负数，并且当test是整数时的特殊情况，否则最好使用ceil（）和floor（）。

- R Sahu

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对于round()函数，请使用(int)(test + 0.5f)。 - Iggy

对于整数负数，(int)(test - 1)与floor()不等价。 - The Paramagnetic Croissant

@Iggy 对于 round() 使用：(int)(test + 0.5f) 在负数情况下会失败。 - chux - Reinstate Monica