Gibt es eine Standardzeichenfunktion (signum, sgn) in C/C++?

Question 1

Ich möchte eine Funktion, die -1 für negative Zahlen und +1 für positive Zahlen zurückgibt.
http://en.wikipedia.org/wiki/Sign_function
Es ist einfach genug, meine eigenen zu schreiben, aber es scheint etwas zu sein, das irgendwo in einer Standardbibliothek enthalten sein sollte.

Bearbeiten: Insbesondere suchte ich nach einer Funktion, die mit Floats arbeitet.

Question 2

Die typsichere C++-Version:

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

Leistungen:

Implementiert tatsächlich signum (-1, 0 oder 1). Implementierungen hier, die copysign verwenden, geben nur -1 oder 1 zurück, was nicht signum ist. Außerdem geben einige Implementierungen hier einen Float (oder T) anstelle eines Int zurück, was verschwenderisch erscheint.
Funktioniert für Ints, Floats, Doubles, unsigned Shorts oder alle benutzerdefinierten Typen, die aus Integer 0 konstruierbar und bestellbar sind.
Schnell! copysign ist langsam, besonders wenn Sie fördern und dann wieder verengen müssen. Diese ist verzweigt und optimiert hervorragend
Normgerecht! Der Bitshift-Hack ist ordentlich, funktioniert aber nur für einige Bitdarstellungen und funktioniert nicht, wenn Sie einen unsignierten Typ haben. Es könnte gegebenenfalls als manuelle Spezialisierung angeboten werden.
Genau! Einfache Vergleiche mit Null können die interne hochpräzise Darstellung der Maschine (z. B. 80 Bit auf x87) beibehalten und ein vorzeitiges Runden auf Null vermeiden.

Vorbehalte:

Da es sich um eine Vorlage handelt, kann die Kompilierung unter Umständen länger dauern.
Anscheinend denken einige Leute an die Verwendung einer neuen, etwas esoterischen und sehr langsamen Standardbibliotheksfunktion das implementiert signum nicht einmal wirklich ist verständlicher.

Die < 0 Ein Teil der Prüfung löst GCCs aus -Wtype-limits Warnung bei Instanziierung für einen unsignierten Typ. Sie können dies vermeiden, indem Sie einige Überladungen verwenden:

 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>());
 }

(Was ein gutes Beispiel für den ersten Vorbehalt ist.)

Question 3

Mir ist keine Standardfunktion dafür bekannt. Hier ist eine interessante Art, es zu schreiben:

(x > 0) - (x < 0)

Hier ist ein besser lesbarer Weg, dies zu tun:

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

Wenn Sie den ternären Operator mögen, können Sie dies tun:

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

Question 4

Es gibt eine mathematische C99-Bibliotheksfunktion namens copysign(), die das Vorzeichen von einem Argument und den absoluten Wert von dem anderen übernimmt:

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

ergibt je nach Wertvorzeichen ein Ergebnis von +/- 1,0. Beachten Sie, dass Gleitkomma-Nullen vorzeichenbehaftet sind: (+0) ergibt +1 und (-0) ergibt -1.

Question 5

Es scheint, dass die meisten Antworten die ursprüngliche Frage verfehlt haben.

Gibt es eine Standardzeichenfunktion (signum, sgn) in C/C++?

Nicht in der Standardbibliothek, aber es gibt copysign die fast genauso verwendet werden kann via copysign(1.0, arg) und es gibt eine wahre Vorzeichenfunktion boostwas auch zum Standard gehören könnte.

    #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

Question 6

Anscheinend lautet die Antwort auf die Frage des ursprünglichen Posters nein. Es gibt kein Standard C++ sgn Funktion.

Question 7

Gibt es eine Standardzeichenfunktion (signum, sgn) in C/C++?

Ja, je nach Definition.

C99 und höher hat die signbit() Makro ein <math.h>

int signbit(echt schwebend x);
Die signbit Das Makro gibt genau dann einen Wert ungleich Null zurück, wenn das Vorzeichen seines Argumentwerts negativ ist. C11 §7.12.3.6

Doch OP will etwas anderes.

Ich möchte eine Funktion, die -1 für negative Zahlen und +1 für positive Zahlen zurückgibt. … eine Funktion, die mit Floats arbeitet.

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

Tiefer:

Die Frage von OP ist in den folgenden Fällen nicht spezifisch: x = 0.0, -0.0, +NaN, -NaN.

Ein Klassiker signum() kehrt zurück +1 an x>0, -1 an x<0 und 0 an x==0.

Viele Antworten haben das bereits abgedeckt, aber nicht angesprochen x = -0.0, +NaN, -NaN. Viele sind auf eine ganzzahlige Sichtweise ausgerichtet, der normalerweise Not-a-Numbers (NaN) und -0,0.

Typische Antworten funktionieren wie signnum_typical() An -0.0, +NaN, -NaNsie kehren zurück 0.0, 0.0, 0.0.

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

Stattdessen schlage ich diese Funktionalität vor: Ein -0.0, +NaN, -NaNes kehrt zurück -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;
}

Question 8

Schneller als die oben genannten Lösungen, einschließlich der am besten bewerteten:

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