Gibt es eine schnellere Möglichkeit, zu überprüfen, ob eine ganze Zahl innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt?

Schnellste Methode, um zu bestimmen, ob eine ganze Zahl zwischen zwei ganzen Zahlen liegt (einschließlich)

Die Bestimmung, ob eine ganze Zahl zwischen zwei anderen ganzen Zahlen liegt, ist eine übliche Methode Operation, und der traditionelle Ansatz beinhaltet die Verwendung von logischem UND und Ungleichung Vergleiche:

x >= start && x <= end

Gibt es jedoch eine schnellere Alternative?

Eine mögliche Optimierung besteht darin, einen einzelnen Vergleich/Zweig zu verwenden. Dieser Ansatz funktioniert, indem die Zahl sowie die Unter- und Obergrenzen in ganze Zahlen ohne Vorzeichen umgewandelt und deren Differenz verglichen werden:

if ((unsigned)(number-lower) <= (upper-lower))
    in_range(number);

Warum funktioniert das? Liegt die Zahl unter der Untergrenze, ist die Differenz negativ. Wenn die Zahl innerhalb des Bereichs liegt, ist die Differenz positiv und kleiner oder gleich der Differenz zwischen der Ober- und Untergrenze.

Diese Methode hat mehrere Vorteile:

• Reduziert Verzweigungsanweisungen (nur ein Vergleich erforderlich).
• Verbesserte Verzweigungsvorhersage (dieselbe Verzweigung wird unabhängig von der Position der Zahl relativ zur genommen Bereich).
• Verbesserte Leistung durch Vorberechnung der Differenz zwischen Ober- und Untergrenze (Minimierung des Zeitaufwands).

In der Praxis werden die Zahl und das Intervall auf den Ursprungspunkt übertragen und Das Testen, ob die Zahl innerhalb von [0, D] liegt, wobei D = oben – unten, bildet die Grundlage für diesen effizienten Algorithmus. Negative Zahlen unterhalb der Untergrenze führen zu negativen Werten, während Zahlen über der Obergrenze zu Werten größer als D führen.

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