获取整数的负号并将其存储为 char 的最佳方法是什么？

Question

如何获取整数的符号并将其存储在字符中？一种方式是：

int n = -5
char c;
if(n<0)
    c = '-';
else
    c = '+';

或者：

char c = n < 0 ? '-' : '+';

但是有没有不用条件的方法呢？

Answer 1

这会在 x86-64 上使用 gcc/clang 创建无分支代码：

void storeneg(int X, char *C)
{
    *C='+';
    *C += (X<0)*('-'-'+');
}

https://gcc.godbolt.org/z/yua1go

Answer 2

有最高效便携的方式，却没有获得任何美妆大奖

我们可以假设有符号整数的 MSB 总是设置为负数。这是一个 100% 可移植的假设，即使考虑到奇异的符号格式（一个人的补码，有符号的幅度）也是如此。因此，最快的方法是简单地从整数中屏蔽掉 MSB。

任何整数的 MSB 位于位置 CHAR_BIT * sizeof(n) - 1;。在典型的 32 位主流系统上，例如 8 * 4 - 1 = 31.

所以我们可以这样写一个函数：

_Bool is_signed (int n)
{
  const unsigned int sign_bit_n = CHAR_BIT * sizeof(n) - 1;
  return (_Bool) ((unsigned int)n >> sign_bit_n);
}

在 x86-64 gcc 9.1 (-O3) 上，这会产生非常高效的代码：

is_signed:
        mov     eax, edi
        shr     eax, 31
        ret

此方法的优点还在于，与 x < 0 等代码不同，它不会在移植时冒被翻译成 "branch if negative" 指令的风险。

完整示例：

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

_Bool is_signed (int n)
{
  const unsigned int sign_bit_n = CHAR_BIT * sizeof(n) - 1;
  return (_Bool) ((unsigned int)n >> sign_bit_n);
}

int main (void)
{
  int n = -1;

  const char SIGNS[] = {' ', '-'};
  char sign = SIGNS[is_signed(n)];
  putchar(sign);
}

反汇编（x86-64 gcc 9.1 (-O3)）：

is_signed:
        mov     eax, edi
        shr     eax, 31
        ret
main:
        sub     rsp, 8
        mov     rsi, QWORD PTR stdout[rip]
        mov     edi, 45
        call    _IO_putc
        xor     eax, eax
        add     rsp, 8
        ret

Answer 3

char c = 43 + signbit(n) * 2 ;

char 43 是 '+'
char 45 是 '-'
signbit(NEGATIVE INTEGER) 是 true，转换为 1

int signbit(int) 包含在 cmath in C++ and math.h in C

中

获取整数的负号并将其存储为 char 的最佳方法是什么？

What is the best way to get integer's negative sign and store it as char?

c

char

int

negative-number