Найти максимум три числа в C без использования условного оператора и троичного оператора
Я должен найти максимум три номера, предоставленные пользователем, но с некоторыми ограничениями. Его не разрешается использовать условный оператор. Я попытался использовать тернарный оператор, как показано ниже.
max=(a>b?a:b)>c?(a>b?a:b):c
но опять же он ограничен использованием тернарного оператора. Теперь я понятия не имею, как это сделать?
13 ответов
использование преимуществ короткого замыкания в булевых выражениях:
int max(int a, int b, int c)
{
int m = a;
(m < b) && (m = b); //these are not conditional statements.
(m < c) && (m = c); //these are just boolean expressions.
return m;
}
объяснение:
в булевой AND
операции, такие как x && y
, y оценивается если и только если x
- это правда. Если x
ложно, то y
не оценивается, потому что все выражение будет ложным, которое может быть выведено даже без оценки y
. Это называется коротким замыканием, когда значение логического выражения может быть выводится без оценки всех операндов в нем.
примените этот принцип к вышеуказанному коду. Изначально m
и a
. Теперь, если (m < b)
верно, тогда это означает,b
больше m
(фактически a
), поэтому второе подвыражение (m = b)
оценивается и m
установлено значение b
. Если же (m < b)
равно false, тогда второе подвыражение не будет оценено и m
останется a
(что превышает b
). В аналогично, вычисляется второе выражение (на следующей строке).
короче говоря, вы можете прочитать выражение (m < x) && (m = x)
следующим образом: set m
to x
если и только если m
меньше x
Я.е (m < x)
- это правда. Надеюсь, это поможет вам понять код.
тестовый код:
int main() {
printf("%d\n", max(1,2,3));
printf("%d\n", max(2,3,1));
printf("%d\n", max(3,1,2));
return 0;
}
выход:
3
3
3
Онлайн Демо: http://www.ideone.com/8045P
обратите внимание на реализацию max
дает предупреждения, потому что оцененные выражения не используются:
prog.c: 6: предупреждение: вычисленное значение не используется
еда.c: 7: предупреждение: вычисленное значение не используется
чтобы избежать этих (безвредных) предупреждений, Вы можете реализовать max
as:
int max(int a, int b, int c)
{
int m = a;
(void)((m < b) && (m = b)); //these are not conditional statements.
(void)((m < c) && (m = c)); //these are just boolean expressions.
return m;
}
фишка в том, что теперь мы приведение логических выражений к void
, что вызывает подавление предупреждений:
предполагая, что вы имеете дело с целыми числами, как насчет:
#define max(x,y) (x ^ ((x ^ y) & -(x < y)))
int max3(int x, int y, int z) {
return max(max(x,y),z);
}
просто добавить еще одну альтернативу, чтобы избежать условного выполнения (который не тот, который я бы использовал, но, казалось, отсутствует в наборе решений):
int max( int a, int b, int c ) {
int l1[] = { a, b };
int l2[] = { l1[ a<b ], c };
return l2[ l2[0] < c ];
}
подход использует (как и большинство других) тот факт, что результат логического выражения при преобразовании в int дает либо 0, либо 1. Упрощенная версия для двух значений будет:
int max( int a, int b ) {
int lookup[] { a, b };
return lookup[ a < b ];
}
если выражение a<b
правильно возвращаемся b
, тщательно хранится в первом индексе поиска матрица. Если выражение дает false, то мы возвращаем a
, который хранится как элемент 0
массива подстановки. Используя это как строительный блок, вы можете сказать:
int max( int a, int b, int c ) {
int lookup[ max(a,b), c ];
return lookup[ max(a,b) < c ];
}
который может быть тривиально преобразован в код выше, избегая второго вызова внутреннего max
используя результат, уже сохраненный в lookup[0]
и встраивание исходного вызова в max(int,int)
.
(эта часть является еще одним доказательством того, что вы должны измерить, прежде чем прыгать в выводы, смотрите правку в конце)
Что касается того, что я действительно использую... ну, возможно, тот, который @Foo Baa здесь изменено для использования встроенной функции, а не макроса. Следующим вариантом будет либо этот, либо один из @MSN здесь.
общим знаменателем этих трех решений, отсутствующих в принятом ответе, является то, что они не только избегают синтаксической конструкции if
или тернарный оператор ?:
, но этого они избегают!--33-->ветвление в целом, и это может повлиять на производительность. The бранч-предиктора в CPU невозможно пропустить, когда нет ветвей.
при рассмотрении производительности сначала измерьте, а затем подумайте
я фактически реализовал несколько различных вариантов для 2-way max и проанализировал сгенерированный код компилятором. Следующие три решения генерируют все тот же код сборки:
int max( int a, int b ) { if ( a < b ) return b; else return a; }
int max( int a, int b ) { return (a < b? b : a ); }
int max( int a, int b ) {
(void)((a < b) && (a = b));
return a;
}
что неудивительно, так как все три представляют собой одну и ту же операцию. Интересная информация заключается в том, что сгенерированный код не содержит никакой ветви. Реализация проста с cmovge
инструкция (тест выполняется с g++ на платформе intel x64):
movl %edi, %eax # move a into the return value
cmpl %edi, %esi # compare a and b
cmovge %esi, %eax # if (b>a), move b into the return value
ret
трюк заключается в инструкции условного перемещения, которая позволяет избежать любой потенциальной ветви.
ни одно из других решений имеет какие-либо ветви, но все они переводят больше инструкций cpu, чем любой из этого, что в конце концов успокаивает нас, что мы всегда должны написать простой код и пусть компилятор оптимизирует его для нас.
обновление: глядя на это 4 года спустя, я вижу, что это плохо, если два или более значений оказываются равными. Замена >
by >=
изменяет поведение, но не устраняет проблему. Он все еще может быть спасен, поэтому я пока не удалю его, но не используйте это в производственном коде.
хорошо, вот мой:
int max3(int a, int b, int c)
{
return a * (a > b & a > c) +
b * (b > a & b > c) +
c * (c > a & c > b);
}
обратите внимание, что использование &
, а не &&
избегает любого условного кода; он полагается на то, что >
всегда дает 0 или 1. (Код, сгенерированный для a > b
может включать условные прыжки, но они не видны из C.)
int fast_int_max(int a, int b)
{
int select= -(a < b);
unsigned int b_mask= select, a_mask= ~b_mask;
return (a&a_mask)|(b&b_mask);
}
int fast_int_max3(int a, int b, int c)
{
return fast_int_max(a, fast_int_max(b, c));
}
логические операторы значений (включая b), либо все нулевые биты (если a
int max(int a, int b)
{
long d = (long)b - (long)a;
int m = (int)(d >> 63);
return a & m | b & ~m;
}
int max(int a, int b, int c)
{
long d;
int m;
d = (long)b - (long)a;
m = (int)(d >> 63);
a = a & m | b & ~m;
d = (long)c - (long)a;
m = (int)(d >> 63);
return a & m | c & ~m;
}
нет условий. Только бросок в uint. Совершенное решение.
int abs (a) { return (int)((unsigned int)a); }
int max (a, b) { return (a + b + abs(a - b)) / 2; }
int min (a, b) { return (a + b - abs(a - b)) / 2; }
void sort (int & a, int & b, int & c)
{
int max = max(max(a,b), c);
int min = min(min(a,b), c);
int middle = middle = a + b + c - max - min;
a = max;
b = middle;
c = min;
}
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int main()
{
int x,y,z;
scanf("%d %d %d", &x,&y, &z);
int max = ((x+y) + abs(x-y)) /2;
max = ((max+z) + abs(max-z)) /2;
printf("%d ", max);
return 0;
}
Вы можете использовать этот код, чтобы найти наибольшее из двух:
max{a,b} = abs(a-b)/2 + (a+b)/2
затем используйте его снова, чтобы найти третье число:
max{a,b,c} = max(a,max(b,c))
см., что это работает для положительных чисел, вы можете изменить его на работу для отрицательных.
нет условных операторов, просто циклы и задания. И совершенно разные формы чужих ответов:)
while (a > b)
{
while (a > c)
{
tmp = a;
goto finish;
}
tmp = c;
goto finish;
}
while (b > c)
{
tmp = b;
goto finish;
}
tmp = c;
finish: max = tmp;
попробуйте это.
#include "stdio.h"
main() {
int a,b,c,rmvivek,arni,csc;
printf("enter the three numbers");
scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
printf("the biggest value is %d",(a>b&&a>c?a:b>c?b:c));
}