整数を2で除算するために使用するより良いオプションはどれですか？

整数を2で割るのに最適なオプションは次のうちどれですか。なぜですか。

テクニック1：

x = x >> 1;

テクニック2：

x = x / 2;

これxは整数です。

実行しようとしていることを最もよく表す操作を使用してください。

• 数をビットのシーケンスとして扱う場合は、ビットシフトを使用します。
• 数値として扱う場合は除算を使用してください。

これらは完全に等価ではないことに注意してください。負の整数の場合、結果が異なる可能性があります。例えば：

-5 / 2  = -2
-5 >> 1 = -3

（ideone）

最初のものは分割のように見えますか？いいえx / 2。分割したい場合は、を使用してください。コンパイラーは、可能な場合はビットシフトを使用するように最適化できます（これは強度削減と呼ばれます）。これは、自分で行うと役に立たないマイクロ最適化になります。

重ねる：x = x / 2; ここを使用することを支持する理由はたくさんあります：

• それはあなたの意図をより明確に表現します（レジスタのビットをいじるビットなどを扱っていない場合）

• コンパイラはこれをとにかくシフト演算に減らします

• コンパイラがそれを削減せず、シフトよりも遅い操作を選択した場合でも、これが測定可能な方法でプログラムのパフォーマンスに影響を与える可能性は、それ自体が非常に小さいです（そして、それがかなりの影響を与える場合、実際のシフトを使用する理由）

• 除算がより大きな式の一部になる場合、除算演算子を使用すると、優先順位が高くなる可能性が高くなります。

  x = x / 2 + 5;
  x = x >> 1 + 5;  // not the same as above

• 符号付き演算は、上記の優先順位の問題よりもさらに複雑になる可能性があります

• 繰り返しますが、コンパイラはとにかく既にこれを行います。実際、定数による除算を、2の累乗だけでなく、あらゆる種類の数値の一連のシフト、加算、乗算に変換します。これに関するさらに詳しい情報へのリンクについては、この質問を参照してください。

要するに、多分バグを導入する可能性が高まることを除いて、乗算または除算を実際に意味している場合は、シフトをコーディングして何も購入しません。コンパイラはこの種のものを適切なときにシフトに最適化するほど賢くなかったので、生涯を過ごしました。

どちらが最善の選択肢であり、整数を2で除算するのはなぜですか？

あなたが何を意味するかに依存して最高。

同僚に嫌われたり、コードを読みにくくしたりする場合は、最初のオプションを選択します。

数値を2で割りたい場合は、2番目の数値を使用します。

この2つは同等ではなく、数値が負の場合や大きな式の内部にある場合は同じように動作しません。ビットシフトの優先順位は+またはより低く-、除算の優先順位は高くなります。

コードの目的を表すコードを書く必要があります。パフォーマンスが気になる場合は、心配しないでください。オプティマイザは、この種のマイクロ最適化でうまく機能します。

divide（/）を使用してください。コンパイラーはそれに応じて最適化します。

あなたが支持すべき他の答えに同意します x / 2意図がより明確であり、コンパイラーが最適化する必要があるため、ます。

ただし、優先さx / 2れるもう1つの理由は、が署名されていて負の場合x >> 1、の動作>>は実装依存であることです。xint

ISO C99標準のセクション6.5.7、箇条書き5から：

の結果E1 >> E2は、E1右シフトされたE2ビット位置です。場合は、E1符号なしのタイプを持っている場合、またはE1署名されたタイプと非負の値を有し、その結果の値の商の整数部分であるE1/ 2 ^E2。場合E1署名されたタイプと負の値を有する、得られた値は、実装定義です。

x / 2より明確で、x >> 1それほど高速ではありません（マイクロベンチマークによると、Java JVMの場合は約30％高速です）。他の人が指摘したように、負の数の場合、丸めはわずかに異なるため、負の数を処理する場合はこれを考慮する必要があります。一部のコンパイラは、数値が負にならないことがわかっx / 2ているx >> 1場合（これを確認できなかったと思っていても）、自動的にに変換する場合があります。

いくつかのショートカットが可能であるx / 2ため、（遅い）除算CPU命令を使用しない場合でも、それよりも遅いです。x >> 1

（これは、C / C ++質問、他のプログラミング言語は、より多くの演算子を持っている。するためにJavaの符号なし右シフトもありでx >>> 1再び異なっている、。それはそうすることを、正確に2つの値の平均値（平均）値を計算することができます(a + b) >>> 1意志aandの非常に大きな値でも平均値を返しますb。これは、たとえば、配列インデックスが非常に大きくなる可能性がある場合にバイナリ検索で必要になります。平均の計算に使用されていたため、バイナリ検索の多くのバージョンにバグがありました(a + b) / 2。これは正しく機能しません。正しい解決策は、(a + b) >>> 1代わりに使用することです。）

クヌースは言った：

時期尚早の最適化は、すべての悪の根源です。

だから私は使用することをお勧めします x /= 2;

このようにコードは理解しやすく、また、この形式でのこの操作の最適化は、プロセッサにとって大きな違いを意味するものではないと思います。

コンパイラーの出力を見て、判断に役立ててください。このテストをx86-64で
gcc（GCC）4.2.1 20070719 [FreeBSD]を使用して実行しました

godboltのコンパイラ出力もオンラインで参照してください。

コンパイラはsarlどちらの場合も（算術右シフト）命令を使用するため、2つの式の類似性が認識されます。除算を使用する場合、コンパイラは負の数を調整する必要もあります。そのために、符号ビットを最下位ビットにシフトし、それを結果に追加します。これにより、除算の場合と比較して、負の数をシフトするときの1つずれる問題が修正されます。
除算の場合は2つのシフトを実行しますが、明示的なシフトの場合は1つしか実行しないため、ここで他の回答によって測定されたパフォーマンスの違いのいくつかを説明できます。

アセンブリ出力を含むCコード：

除算の場合、入力は次のようになります

int div2signed(int a) {
  return a / 2;
}

これはコンパイルされます

    movl    %edi, %eax
    shrl    $31, %eax
    addl    %edi, %eax
    sarl    %eax
    ret

同様にシフトについて

int shr2signed(int a) {
  return a >> 1;
}

出力あり：

    sarl    %edi
    movl    %edi, %eax
    ret

追加されたメモ-

x * = 0.5は、一部のVMベースの言語、特にactionscriptで高速になります。これは、変数の除算を0でチェックする必要がないためです。

x = x / 2; ORを 使用x /= 2;するのは、将来新しいプログラマーがそれに取り組む可能性があるためです。そのため、コード行で何が行われているのかを簡単に見つけることができます。誰もがそのような最適化に気づいていないかもしれません。

プログラミング大会を目的に語っています。一般に、2による除算が何度も行われる非常に大きな入力があり、入力が正または負であることが知られています。

x >> 1はx / 2よりも優れています。私はideone.comをチェックして、2の演算で10 ^ 10以上の除算が行われるプログラムを実行しました。同じプログラムでx / 2は5.5秒近くかかりましたが、x >> 1は2.6秒近くかかりました。

考慮すべき点がいくつかあると思います。

1. ビットシフトは、ビットをシフトするために実際に特別な計算が必要ないため、より高速である必要がありますが、指摘されたように、負の数には潜在的な問題があります。あなたが正の数を持っていることが確実で、スピードを探しているなら、私はビットシフトをお勧めします。

2. 除算演算子は人間にとって非常に読みやすいものです。したがって、コードを読みやすくする必要がある場合は、これを使用できます。コンパイラの最適化の分野は長い道のりを歩んでいるので、コードを読みやすく理解しやすくすることは良い習慣です。

3. 基盤となるハードウェアによって、操作の速度が異なる場合があります。アムダルの法則は、一般的なケースを迅速にすることです。したがって、さまざまな操作を他よりも高速に実行できるハードウェアを使用している可能性があります。たとえば、0.5による乗算は、2による除算よりも高速な場合があります（整数除算を適用する場合は、乗算の下限をとる必要がある場合もあります）。

純粋なパフォーマンスが必要な場合は、何百万回も実行できるテストを作成することをお勧めします。実行を数回サンプリングして（サンプルサイズ）、OS /ハードウェア/コンパイラ/コードで統計的に最適なものを決定します。

CPUに関する限り、ビットシフト演算は除算演算より高速です。ただし、コンパイラーはこれを認識し、可能な範囲で適切に最適化するため、コードが効率的に実行されていることを認識して、最も理にかなった方法でコードを記述し、簡単に休めることができます。ただし、以前に指摘した理由により、unsigned int缶は（場合によっては）よりも最適化できることに注意intしてください。符号付き算術が必要ない場合は、符号ビットを含めないでください。

x = x / 2; は、使用するのに適したコードです。しかし、操作は、出力をどのように生成したいかについての独自のプログラムに依存します。

意図をより明確にします。たとえば、除算を行う場合は、x / 2を使用し、コンパイラーがシフト演算子（またはその他）に最適化できるようにします。

今日のプロセッサでは、これらの最適化がプログラムのパフォーマンスに影響を与えることはありません。

これに対する答えは、作業している環境によって異なります。

• あなたは、乗算のハードウェアサポートなしの8ビットマイクロコントローラ、または何かに取り組んでいる場合は、ビットシフトが予想され、一般的、およびコンパイラがほぼ確実になりますしながら、されx /= 2にx >>= 1、分割シンボルの存在は、その環境よりも、より眉を上げますシフトを使用して除算を行う。
• パフォーマンスが重要な環境またはコードのセクションで作業している場合、またはコンパイラの最適化をオフにしてコードをコンパイルできる場合は、 x >>= 1しその理由を説明するコメントを付けて、目的を明確にする。
• 上記のいずれの条件にも該当しない場合は、単にを使用して、コードを読みやすくしますx /= 2。シフトがコンパイラの最適化よりも効率的であることが不必要にわかっていることを不必要に証明するよりも、シフト操作で10秒のダブルテイクでコードをたまたま見る次のプログラマを救う方が良いでしょう。

これらはすべて符号なし整数を想定しています。単純なシフトは、おそらくあなたが署名したいものではありません。また、DanielHは、x *= 0.5ActionScriptなどの特定の言語での使用について優れた点を示しています。

mod 2、= 1をテストします。cの構文を知らない。しかし、これは最速かもしれません。

一般的に、右シフトは分割します：

q = i >> n; is the same as: q = i / 2**n;

これは、明確さを犠牲にしてプログラムを高速化するために使用されることがあります。私はあなたがそれをすべきではないと思います。コンパイラーは、自動的にスピードアップを実行できるほどスマートです。これは、シフトを入れても明確さを犠牲にしても何も得られないことを意味します。

実践的なC ++プログラミングのこのページをご覧ください。

明らかに、あなたがそれを読む次の人のためにあなたのコードを書いているなら、「x / 2」の明快さを求めてください。

ただし、速度が目標の場合は、両方の方法を試し、結果の時間を計ってください。数か月前、整数の配列をステップスルーし、各要素を2で除算することを含むビットマップ畳み込みルーチンを作成しました。 "x >> 1"を "x / 2 "。

実際に両方の時間を計ったとき、x / 2がx >> 1よりも高速であることに驚きました。

これは、デフォルトの最適化がオンになっているMicrosoft VS2008 C ++を使用していました。

パフォーマンスの面で。CPUのシフト操作は、分割オペコードよりも大幅に高速です。したがって、2で除算したり、2で乗算したりすることはすべて、シフト演算の恩恵を受けます。

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X / Yは正しいものであり、「>>」シフト演算子です。整数を2で除算したい場合は、（/）被除数演算子を使用できます。シフト演算子はビットをシフトするために使用されます。

x = x / 2; x / = 2; このように使用できます。

x >> 1はx / 2より高速ですが、負の値を処理するときの>>の適切な使用は少し複雑です。次のようなものが必要です。

// Extension Method
public static class Global {
    public static int ShiftDivBy2(this int x) {
        return (x < 0 ? x + 1 : x) >> 1;
    }
}