在C ++中使用最小和最大函数

从C ++，是min和max优选超过fmin和fmax？为了比较两个整数，它们是否提供基本相同的功能？

您倾向于使用这些功能之一还是倾向于编写自己的功能（也许是为了提高效率，可移植性，灵活性等）？

笔记：

1. C ++标准模板库（STL）在标准C ++算法标头中声明min和max函数。

2. C标准（C99）在标准C math.h标头中提供fminandfmax函数。

提前致谢！

fmin并且fmax专门用于浮点数（因此为“ f”）。如果将其用于整数，则可能会由于转换，函数调用开销等原因而导致性能或精度损失，具体取决于您的编译器/平台。

std::min和std::max是模板函数（在header中定义<algorithm>），可使用小于（<）运算符在任何类型上使用，因此它们可以在允许进行这种比较的任何数据类型上使用。如果您不希望它起作用，还可以提供自己的比较功能<。

这样比较安全，因为您必须显式转换参数以使其在不同类型时匹配。例如，编译器不会让您不小心将64位int转换为64位float。仅出于这个原因，应该使模板成为您的默认选择。（提供给Matthieu M＆bk1e）

即使与float一起使用，模板也可能会赢得性能。编译器始终可以选择内联对模板函数的调用，因为源代码是编译单元的一部分。另一方面，有时无法内联对库函数的调用（共享库，缺少链接时间优化等）。

有一个重要区别std::min，std::max和fmin和fmax。

std::min(-0.0,0.0) = -0.0
std::max(-0.0,0.0) = -0.0

而

fmin(-0.0, 0.0) = -0.0
fmax(-0.0, 0.0) =  0.0

所以std::min不是1-1的替代品fmin。函数std::min和std::max不是可交换的。为了得到与doublefmin和相同的结果，fmax应该交换参数

fmin(-0.0, 0.0) = std::min(-0.0,  0.0)
fmax(-0.0, 0.0) = std::max( 0.0, -0.0)

但据我所知，在这种情况下，所有这些功能都是实现定义的，因此要确保100％确保必须测试它们的实现方式。

还有另一个重要的区别。对于x ! = NaN：

std::max(Nan,x) = NaN
std::max(x,NaN) = x
std::min(Nan,x) = NaN
std::min(x,NaN) = x

而

fmax(Nan,x) = x
fmax(x,NaN) = x
fmin(Nan,x) = x
fmin(x,NaN) = x

fmax 可以用以下代码模拟

double myfmax(double x, double y)
{
   // z > nan for z != nan is required by C the standard
   int xnan = isnan(x), ynan = isnan(y);
   if(xnan || ynan) {
        if(xnan && !ynan) return y;
        if(!xnan && ynan) return x;
        return x;
   }
   // +0 > -0 is preferred by C the standard 
   if(x==0 && y==0) {
       int xs = signbit(x), ys = signbit(y);
       if(xs && !ys) return y;
       if(!xs && ys) return x;
       return x;
   }
   return std::max(x,y);
}

这表明std::max是的子集fmax。

查看该程序集，可以看到Clang为fmax和使用内置代码，fmin而GCC从数学库中调用它们。用于铛的组件fmax与-O3IS

movapd  xmm2, xmm0
cmpunordsd      xmm2, xmm2
movapd  xmm3, xmm2
andpd   xmm3, xmm1
maxsd   xmm1, xmm0
andnpd  xmm2, xmm1
orpd    xmm2, xmm3
movapd  xmm0, xmm2

而std::max(double, double)这仅仅是

maxsd   xmm0, xmm1

但是，对于GCC和Clang，使用-Ofast fmax变得简单

maxsd   xmm0, xmm1

因此，这再次显示出这std::max是的子集，fmax并且当您使用的宽松浮点模型没有nan零号或零号时fmax，std::max它们是相同的。同样的论点显然适用于fmin和std::min。

您会错过fmin和fmax的全部内容。它已包含在C99中，因此现代CPU可以将其本机（读取SSE）指令用于最小和最大浮点数，并避免进行测试和分支（因此可能会预测错误）。我已经重新编写了使用std :: min和std :: max的代码，以在内部循环中将SSE内在函数用于min和max，并且速度显着提高。

std :: min和std :: max是模板。因此，它们可以用于提供小于运算符的各种类型，包括浮点数，双打，长双打。因此，如果您想编写通用的C ++代码，则可以执行以下操作：

template<typename T>
T const& max3(T const& a, T const& b, T const& c)
{
   using std::max;
   return max(max(a,b),c); // non-qualified max allows ADL
}

至于性能，我不认为fmin和fmax他们的C ++同行不同。

如果您的实现提供了64位整数类型，则使用fmin或fmax可能会得到不同的（不正确的）答案。您的64位整数将转换为双精度数，这将（至少通常）具有小于64位的有效位数。当您将此类数字转换为双精度数时，某些最低有效位可能会/将完全丢失。

这意味着当转换为double时，两个完全不同的数字最终可能相等-结果将是那个错误的数字，不一定等于任何一个原始输入。

如果您使用的是C ++，则我更喜欢C ++的最小/最大函数，因为它们是特定于类型的。fmin / fmax将强制将所有内容转换为浮点数/从浮点数转换。

另外，只要您为这些类型定义了operator <，C ++的min / max函数就可以与用户定义的类型一起使用。

高温超导

如您所知，fmin并fmax在C99中进行了介绍。标准C ++库没有fmin和fmax函数。在将C99标准库合并到C ++中之前（如果有的话），这些功能的应用程序区域已完全分开。在任何情况下，您都不必“偏爱”一个。

您只需要在C ++中使用模板化的std::min/ std::max，并使用C中可用的任何东西即可。

正如Richard Corden指出的那样，请使用std名称空间中定义的C ++函数min和max。它们提供了类型安全性，并有助于避免比较混合类型（即浮点数与整数），这有时是不可取的。

如果您发现所使用的C ++库也将min / max定义为宏，则可能会引起冲突，那么您可以防止不必要的宏替换以这种方式调用min / max函数（请注意额外的括号）：

(std::min)(x, y)
(std::max)(x, y)

请记住，如果您要依赖于ADL ，这将有效地禁用Argument Dependent Lookup（ADL，也称为Koenig查找）。

fmin和fmax仅适用于浮点数和double变量。

min和max是模板函数，允许在给定二进制谓词的情况下比较任何类型。它们也可以与其他算法一起使用以提供复杂的功能。

使用std::min和std::max。

如果其他版本更快，那么您的实现会为此添加重载，并且您将获得性能和可移植性的好处：

template <typename T>
T min (T, T) {
  // ... default
}

inline float min (float f1, float f2) {
 return fmin( f1, f2);
}    

顺便说一句，在cstdlib有__min和__max您可以使用。

有关更多信息：http : //msdn.microsoft.com/zh-cn/library/btkhtd8d.aspx

针对带有SSE指令的处理器的C ++实现不能为float，double和long double类型的std :: min和std :: max特化，这分别相当于fminf，fmin和fminl吗？

专门化将为浮点类型提供更好的性能，而常规模板将处理非浮点类型，而无需尝试像fmin和fmax那样将浮点类型强制转换为浮点类型。

我总是将min和max宏用于int。我不确定为什么有人会使用fmin或fmax作为整数值。

min和max的最大陷阱是，即使它们看起来像它们，它们也不起作用。如果您执行以下操作：

min (10, BigExpensiveFunctionCall())

该函数调用可能会被调用两次，具体取决于宏的实现。因此，在我的组织中，最佳做法是永远不要用非文字或变量的东西调用min或max。

fmin在比较有符号和无符号整数时fmax，最好使用和，fminl和fmaxl和--您可以利用整个有符号和无符号数字范围这一事实，而不必担心整数范围和提升。

unsigned int x = 4000000000;
int y = -1;

int z = min(x, y);
z = (int)fmin(x, y);