C / C ++に標準の符号関数（signum、sgn）はありますか？

負の数に対して-1を返し、正の数に対して+1を返す関数が必要です。 http://en.wikipedia.org/wiki/Sign_function 自分で作成するのは簡単ですが、標準ライブラリのどこかにあるはずです。

編集：具体的には、フロートで機能する関数を探していました。

誰もまだタイプセーフなC ++バージョンを投稿していないことに驚いています。

template <typename T> int sgn(T val) {
    return (T(0) < val) - (val < T(0));
}

利点：

• 実際にsignum（-1、0、または1）を実装します。ここでcopysignを使用した実装は、-1または1のみを返しますが、これは符号ではありません。また、ここでのいくつかの実装は、intではなくfloat（またはT）を返すため、無駄が多いようです。
• int、float、double、unsigned short、または整数0から構築可能で注文可能なカスタムタイプで機能します。
• 速い！copysign特にプロモートしてから再び絞り込む必要がある場合は遅いです。これは分岐がなく、最適化します
• 規格準拠！ビットシフトハックは巧妙ですが、一部のビット表現でのみ機能し、符号なしの型がある場合は機能しません。必要に応じて、手動の専門分野として提供できます。
• 正確！ゼロとの単純な比較により、マシンの内部の高精度表現（x87の80ビットなど）を維持でき、ゼロへの早すぎる丸めを回避できます。

警告：

• これはテンプレートなので、状況によってはコンパイルに時間がかかる場合があります。
• どうやら、一部の人々は、signumを実際には実装していない、やや難解で非常に遅い標準ライブラリ関数の使用の方が理解しやすいと考えています。

• < 0チェックの一部は、-Wtype-limits署名されていない型に対してインスタンス化されたときにGCCの警告をトリガーします。これを回避するには、いくつかのオーバーロードを使用します。

  template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x, std::false_type is_signed) {
      return T(0) < x;
  }
  
  template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x, std::true_type is_signed) {
      return (T(0) < x) - (x < T(0));
  }
  
  template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x) {
      return signum(x, std::is_signed<T>());
  }
  

  （これは最初の警告の良い例です。）

そのための標準的な関数は知りません。ここにそれを書く興味深い方法があります：

(x > 0) - (x < 0)

これを行うためのより読みやすい方法を次に示します。

if (x > 0) return 1;
if (x < 0) return -1;
return 0;

三項演算子が好きなら、これを行うことができます：

(x > 0) ? 1 : ((x < 0) ? -1 : 0)

copysign（）と呼ばれるC99数学ライブラリ関数があります。これは、1つの引数から符号を取り、もう1つの引数から絶対値をとります。

result = copysign(1.0, value) // double
result = copysignf(1.0, value) // float
result = copysignl(1.0, value) // long double

値の符号に応じて、+ /-1.0の結果が得られます。浮動小数点のゼロは符号付きであることに注意してください：（+0）は+1を生成し、（-0）は-1を生成します。

回答のほとんどが元の質問を逃したようです。

C / C ++に標準の符号関数（signum、sgn）はありますか？

標準ライブラリにはありませんが、をcopysign介してほぼ同じように使用できるものがありcopysign(1.0, arg)、には真の符号関数がありboost、これも標準の一部である可能性があります。

    #include <boost/math/special_functions/sign.hpp>

    //Returns 1 if x > 0, -1 if x < 0, and 0 if x is zero.
    template <class T>
    inline int sign (const T& z);

http://www.boost.org/doc/libs/1_47_0/libs/math/doc/sf_and_dist/html/math_toolkit/utils/sign_functions.html

どうやら、元のポスターの質問への答えはノーです。標準の C ++ sgn関数はありません。

C / C ++に標準の符号関数（signum、sgn）はありますか？

はい、定義によります。

C99以降にはsignbit()マクロが<math.h>

int signbit（リアルフローティングx）; マクロ返す引数値の符号が負である場合にのみ非ゼロ値。C11§7.12.3.6
signbit

しかし、OPは少し違うものを求めています。

負の数に対して-1を返し、正の数に対して+1を返す関数が必要です。... floatを処理する関数。

#define signbit_p1_or_n1(x)  ((signbit(x) ?  -1 : 1)

もっと深く：

次の場合、投稿は特定されませんx = 0.0, -0.0, +NaN, -NaN。

クラシックsignum()は+1、オンx>0、-1オンx<0、0オンに戻りますx==0。

多くの回答がすでにそれをカバーしていますが、対処していませんx = -0.0, +NaN, -NaN。多くは、通常、非数（NaN）と-0.0が欠けている整数の視点に対応しています。

典型的な答えはsignnum_typical() Onのように機能し-0.0, +NaN, -NaN、戻り0.0, 0.0, 0.0ます。

int signnum_typical(double x) {
  if (x > 0.0) return 1;
  if (x < 0.0) return -1;
  return 0;
}

代わりに、私はこの機能を提案-0.0, +NaN, -NaNします-0.0, +NaN, -NaN。

double signnum_c(double x) {
  if (x > 0.0) return 1.0;
  if (x < 0.0) return -1.0;
  return x;
}

上記のソリューションよりも高速で、最高評価のものも含まれます。

(x < 0) ? -1 : (x > 0)

分岐せずにそれを行う方法はありますが、あまりきれいではありません。

sign = -(int)((unsigned int)((int)v) >> (sizeof(int) * CHAR_BIT - 1));

http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html

そのページには、他にも興味深い、過度に賢いものがたくさんあります...

符号をテストするだけの場合は、signbitを使用します（引数に負の符号がある場合はtrueを返します）。特に-1または+1を返す必要がある理由がわかりません。そのためにはcopysignの方が便利ですが、signbitがおそらくtrueを返すと思われる、負のゼロを部分的にしかサポートしていないプラットフォームでは、負のゼロに対して+1を返すようです。

一般に、C / C ++には標準のsignum関数はなく、そのような基本的な関数がないことから、これらの言語について多くのことがわかります。

それとは別に、そのような関数を定義するための適切なアプローチに関する両方の多数の見方はある程度正しいと思います。2つの重要な注意点を考慮すると、それに関する「論争」は実際には議論の余地はありません。

• シグナム関数は常に、同様に、そのオペランドの型を返すべきであるabs()ので、機能シグナムは、後者が何らかの形で処理された後、通常の絶対値との乗算のために使用されます。したがって、signumの主な使用例は比較ではなく算術であり、後者は高価な整数から浮動小数点への変換から浮動小数点への変換を伴うべきではありません。

• 浮動小数点型には、正確な単一のゼロ値はありません。+ 0.0は「ゼロより上で無限に」、-0.0は「ゼロより下で無限に」と解釈できます。これが、ゼロを含む比較で両方の値を内部的にチェックする必要がある理由であり、次のような式x == 0.0は危険な場合があります。

Cについて(x > 0) - (x < 0)は、分岐なしの方法で変換する必要があり、3つの基本的な操作しか必要としないため、整数型を使用する最善の方法は実際に式を使用することだと思います。引数の型と一致する戻り値の型を適用するインライン関数を定義し、C11 define _Genericを追加してこれらの関数を共通名にマップするのが最適です。

浮動小数点値を使用すると、私はC11に基づくインライン関数を考えるcopysignf(1.0f, x)、copysign(1.0, x)とcopysignl(1.0l, x)彼らは可能性が高い枝がないことをもだし、さらに浮動小数点への整数の後ろから結果をキャストする必要がないという理由だけで、移動するための方法です値。おそらく、浮動小数点のゼロ値の特殊性、処理時間の考慮事項、および正しい-1 / +を受け取る浮動小数点演算で非常に役立つため、signumの浮動小数点実装がゼロを返さないことをはっきりとコメントする必要があります。ゼロ値の場合でも1符号。

NutshellでのCの私のコピーは、便利かもしれないcopysignと呼ばれる標準関数の存在を明らかにします。copysign（1.0、-2.0）は-1.0を返し、copysign（1.0、2.0）は+1.0を返すように見えます。

かなり近いですか？

いいえ、MATLABのようにC ++には存在しません。このためにプログラムでマクロを使用しています。

#define sign(a) ( ( (a) < 0 )  ?  -1   : ( (a) > 0 ) )

以下のオーバーロードで受け入れられた回答は、実際に-Wtype-limitsをトリガーしません。

template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x, std::false_type) {
  return T(0) < x;
}

template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x, std::true_type) {
  return (T(0) < x) - (x < T(0));
}

template <typename T> inline constexpr
  int signum(T x) {
  return signum(x, std::is_signed<T>());
}

C ++ 11の場合、代替案が考えられます。

template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_unsigned<T>::value, int>::type
inline constexpr signum(T const x) {
    return T(0) < x;  
}

template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_signed<T>::value, int>::type
inline constexpr signum(T const x) {
    return (T(0) < x) - (x < T(0));  
}

私にとっては、GCC 5.3.1で警告はトリガーされません。

少し話題外ですが、私はこれを使用します：

template<typename T>
constexpr int sgn(const T &a, const T &b) noexcept{
    return (a > b) - (a < b);
}

template<typename T>
constexpr int sgn(const T &a) noexcept{
    return sgn(a, T(0));
}

そして私は最初の関数を見つけました-2つの引数を持つ関数は、「標準」のsgn（）からはるかに役立つためです。

int comp(unsigned a, unsigned b){
   return sgn( int(a) - int(b) );
}

対

int comp(unsigned a, unsigned b){
   return sgn(a, b);
}

符号なしの型のキャストや追加のマイナスはありません。

実際、私はsgn（）を使用してこのコードを作成しています

template <class T>
int comp(const T &a, const T &b){
    log__("all");
    if (a < b)
        return -1;

    if (a > b)
        return +1;

    return 0;
}

inline int comp(int const a, int const b){
    log__("int");
    return a - b;
}

inline int comp(long int const a, long int const b){
    log__("long");
    return sgn(a, b);
}

質問は古いですが、今はこの種の望ましい機能があります。not、left shift、decのラッパーを追加しました。

C99からのsignbitに基づくラッパー関数を使用して、正確な望ましい動作を得ることができます（以下のコードを参照）。

xの符号が負かどうかを返します。
これは、無限大、NaN、およびゼロにも適用できます（ゼロが符号なしの場合、正と見なされます）

#include <math.h>

int signValue(float a) {
    return ((!signbit(a)) << 1) - 1;
}

注：signbitの戻り値が1に指定されていないため（例では常にこのようになると考えています）、オペランドnot（ "！"）を使用していますが、負の数の場合はtrueです。

戻り値
xの符号が負の場合、ゼロ以外の値（true）。それ以外の場合はゼロ（false）。

次に、2を左シフト（ "<< 1"）で乗算します。これにより、正数の場合は2、負数の場合は0になり、最終的に1減分して、要求に応じて正数と負数のそれぞれ1と-1を取得します。 OP。

受け入れられた回答の整数解は非常に洗練されていますが、double型に対してNANを返すことができないのではないかと悩んだので、少し修正しました。

template <typename T> double sgn(T val) {
    return double((T(0) < val) - (val < T(0)))/(val == val);
}

ハードコーディングされたとは対照的に、浮動小数点NANを返すことに注意NAN符号ビットがで設定されますいくつかの実装のために出力して、val = -NANそしてval = NANあなたが「好みならうとしていること（どんな同一ではないためにnan上の」出力を-nanあなたは置くことができますabs(val)リターンの前に...）

ブーストが利用可能な場合はboost::math::sign()、からのメソッドを使用boost/math/special_functions/sign.hppできます。

これはブランチフレンドリーな実装です：

inline int signum(const double x) {
    if(x == 0) return 0;
    return (1 - (static_cast<int>((*reinterpret_cast<const uint64_t*>(&x)) >> 63) << 1));
}

データに数値の半分のゼロがない限り、ここで分岐予測子は最も一般的なものとして分岐の1つを選択します。どちらのブランチも単純な操作のみを含みます。

あるいは、一部のコンパイラーおよびCPUアーキテクチャーでは、完全にブランチレスのバージョンの方が高速な場合があります。

inline int signum(const double x) {
    return (x != 0) * 
        (1 - (static_cast<int>((*reinterpret_cast<const uint64_t*>(&x)) >> 63) << 1));
}

これは、IEEE 754倍精度バイナリ浮動小数点形式であるbinary64で機能します。

int sign(float n)
{     
  union { float f; std::uint32_t i; } u { n };
  return 1 - ((u.i >> 31) << 1);
}

この関数は、以下を前提としています。

• 浮動小数点数のbinary32表現
• 名前付きユニオンを使用するときに厳密なエイリアシング規則について例外を作成するコンパイラ

double signof(double a) { return (a == 0) ? 0 : (a<0 ? -1 : 1); }

簡単にできるのになぜ三項演算子とif-elseを使うのか

#define sgn(x) x==0 ? 0 : x/abs(x)