C ++:向上舍入到最接近的数字的倍数

时间:2010-08-04 15:19:23

标签: c++ algorithm rounding

好的 - 我几乎不好意思在这里张贴这个(如果有人投票,我会删除)这似乎是一个基本问题。

这是在C ++中向上舍入到数字的倍数的正确方法吗?

我知道还有其他与此相关的问题,但我特别感兴趣的是知道在C ++中执行此操作的最佳方法是什么:

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
 if(multiple == 0)
 {
  return numToRound;
 }

 int roundDown = ( (int) (numToRound) / multiple) * multiple;
 int roundUp = roundDown + multiple; 
 int roundCalc = roundUp;
 return (roundCalc);
}

更新: 对不起,我可能没有明确的意图。以下是一些例子:

roundUp(7, 100)
//return 100

roundUp(117, 100)
//return 200

roundUp(477, 100)
//return 500

roundUp(1077, 100)
//return 1100

roundUp(52, 20)
//return 60

roundUp(74, 30)
//return 90
编辑:感谢所有的回复。这就是我的目的:

int roundUp(int numToRound, int multiple)  
{  
 if(multiple == 0)  
 {  
  return numToRound;  
 }  

 int remainder = numToRound % multiple; 
 if (remainder == 0)
  {
    return numToRound; 
  }

 return numToRound + multiple - remainder; 
}  

31 个答案:

答案 0 :(得分:144)

这适用于正数,不确定是负数。它只使用整数数学。

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
    if (multiple == 0)
        return numToRound;

    int remainder = numToRound % multiple;
    if (remainder == 0)
        return numToRound;

    return numToRound + multiple - remainder;
}

编辑:这是一个使用负数的版本,如果用“向上”表示结果总是> =输入。

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
    if (multiple == 0)
        return numToRound;

    int remainder = abs(numToRound) % multiple;
    if (remainder == 0)
        return numToRound;

    if (numToRound < 0)
        return -(abs(numToRound) - remainder);
    else
        return numToRound + multiple - remainder;
}

答案 1 :(得分:94)

无条件:

int roundUp(int numToRound, int multiple) 
{
    assert(multiple);
    return ((numToRound + multiple - 1) / multiple) * multiple;
}

对于负数

,其效果类似于 rounding away from zero

编辑:适用于负数的版本

int roundUp(int numToRound, int multiple) 
{
    assert(multiple);
    int isPositive = (int)(numToRound >= 0);
    return ((numToRound + isPositive * (multiple - 1)) / multiple) * multiple;
}

Tests


如果multiple是2的幂

int roundUp(int numToRound, int multiple) 
{
    assert(multiple && ((multiple & (multiple - 1)) == 0));
    return (numToRound + multiple - 1) & -multiple;
}

Tests

答案 2 :(得分:35)

当因子始终为正时,这是有效的:

int round_up(int num, int factor)
{
    return num + factor - 1 - (num - 1) % factor;
}

编辑:返回round_up(0,100)=100。请参阅下面的Paul的评论,以获得返回round_up(0,100)=0的解决方案。

答案 3 :(得分:22)

这是对“如何找出n位将占用多少字节?(A:(n bits + 7)/ 8)”问题的概括。

int RoundUp(int n, int roundTo)
{
    // fails on negative?  What does that mean?
    if (roundTo == 0) return 0;
    return ((n + roundTo - 1) / roundTo) * roundTo; // edit - fixed error
}

答案 4 :(得分:14)

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
 if(multiple == 0)
 {
  return 0;
 }
 return ((numToRound - 1) / multiple + 1) * multiple;  
}

无需乱搞条件

答案 5 :(得分:9)

float roundUp(float number, float fixedBase) {
    if (fixedBase != 0 && number != 0) {
        float sign = number > 0 ? 1 : -1;
        number *= sign;
        number /= fixedBase;
        int fixedPoint = (int) ceil(number);
        number = fixedPoint * fixedBase;
        number *= sign;
    }
    return number;
}

这适用于任何浮点数或基数(例如,您可以将-4舍入到最接近的6.75)。本质上,它转换为固定点,在那里四舍五入,然后转换回来。它通过将AWAY从0舍入来处理负数。它还通过将函数转换为roundDown来处理负值舍入值。

特定于int的版本如下:

int roundUp(int number, int fixedBase) {
    if (fixedBase != 0 && number != 0) {
        int sign = number > 0 ? 1 : -1;
        int baseSign = fixedBase > 0 ? 1 : 0;
        number *= sign;
        int fixedPoint = (number + baseSign * (fixedBase - 1)) / fixedBase;
        number = fixedPoint * fixedBase;
        number *= sign;
    }
    return number;
}

这或多或少是基座的答案,增加了负面的输入支持。

答案 6 :(得分:7)

这是使用模板函数的现代c ++方法,该函数适用于float,double,long,int和short(但由于使用了double值,因此不能用于long long和long double)。

#include <cmath>
#include <iostream>

template<typename T>
T roundMultiple( T value, T multiple )
{
    if (multiple == 0) return value;
    return static_cast<T>(std::round(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}

int main()
{
    std::cout << roundMultiple(39298.0, 100.0) << std::endl;
    std::cout << roundMultiple(20930.0f, 1000.0f) << std::endl;
    std::cout << roundMultiple(287399, 10) << std::endl;
}

但您可以使用模板专精化轻松添加对long longlong double的支持,如下所示:

template<>
long double roundMultiple<long double>( long double value, long double multiple)
{
    if (multiple == 0.0l) return value;
    return std::round(value/multiple)*multiple;
}

template<>
long long roundMultiple<long long>( long long value, long long multiple)
{
    if (multiple == 0.0l) return value;
    return static_cast<long long>(std::round(static_cast<long double>(value)/static_cast<long double>(multiple))*static_cast<long double>(multiple));
}

要创建向上舍入的函数,请使用std::ceil并始终向下舍入使用std::floor。我上面的例子是使用std::round进行舍入。

创建“round up”或更好地称为“round ceiling”模板函数,如下所示:

template<typename T>
T roundCeilMultiple( T value, T multiple )
{
    if (multiple == 0) return value;
    return static_cast<T>(std::ceil(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}

创建“向下舍入”或更好地称为“圆底”模板功能,如下所示:

template<typename T>
T roundFloorMultiple( T value, T multiple )
{
    if (multiple == 0) return value;
    return static_cast<T>(std::floor(static_cast<double>(value)/static_cast<double>(multiple))*static_cast<double>(multiple));
}

答案 7 :(得分:7)

对于任何寻找简短而甜蜜答案的人。这是我用的。没有说明负面因素。

n - (n % r)

这将返回上一个因素。

(n + r) - (n % r)

将返回下一个。希望这有助于某人。 :)

答案 8 :(得分:5)

首先,你的错误条件(倍数== 0)应该有一个返回值。什么?我不知道。也许你想抛出异常,这取决于你。但是,什么都不返回是危险的。

其次,您应该检查numToRound是否已经是倍数。否则,当您将multiple添加到roundDown时,您将得到错误的答案。

第三,你的演员是错的。您将numToRound转换为整数,但它已经是整数。你需要在除法之前强制转换为double,并在乘法之后转换为int。

最后,你想要什么负数?向上舍入“向上”可以表示舍入为零(与正数相同的方向舍入)或远离零(“更大”的负数)。或者,也许你不在乎。

这是一个带有前三个修复的版本,但我没有处理负面问题:

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
 if(multiple == 0)
 {
  return 0;
 }
 else if(numToRound % multiple == 0)
 {
  return numToRound
 }

 int roundDown = (int) (( (double) numToRound / multiple ) * multiple);
 int roundUp = roundDown + multiple; 
 int roundCalc = roundUp;
 return (roundCalc);
}

答案 9 :(得分:4)

四舍五入:

以防任何人需要求解正数的解决方案四舍五入到最接近的2的幂次数(因为这就是我最终的结果):

// number: the number to be rounded (ex: 5, 123, 98345, etc.)
// pow2:   the power to be rounded to (ex: to round to 16, use '4')
int roundPow2 (int number, int pow2) {
    pow2--;                     // because (2 exp x) == (1 << (x -1))
    pow2 = 0x01 << pow2;

    pow2--;                     // because for any
                                //
                                // (x = 2 exp x)
                                //
                                // subtracting one will
                                // yield a field of ones
                                // which we can use in a
                                // bitwise OR

    number--;                   // yield a similar field for
                                // bitwise OR
    number = number | pow2;
    number++;                   // restore value by adding one back

    return number;
}

如果输入数字已经是倍数,则输入数字将保持不变。

以下是GCC为-O2-Os提供的x86_64输出(9Sep2013 Build - godbolt GCC在线):

roundPow2(int, int):
    lea ecx, [rsi-1]
    mov eax, 1
    sub edi, 1
    sal eax, cl
    sub eax, 1
    or  eax, edi
    add eax, 1
    ret

每个C行代码与其在程序集中的行完全对应:http://goo.gl/DZigfX

这些说明中的每一条都 非常快 ,因此功能也非常快。由于代码非常小而且快速,因此在使用它时inline函数可能很有用。


信用:

答案 10 :(得分:3)

我正在使用:

template <class _Ty>
inline _Ty n_Align_Up(_Ty n_x, _Ty n_alignment)
{
    assert(n_alignment > 0);
    //n_x += (n_x >= 0)? n_alignment - 1 : 1 - n_alignment; // causes to round away from zero (greatest absolute value)
    n_x += (n_x >= 0)? n_alignment - 1 : -1; // causes to round up (towards positive infinity)
    //n_x += (_Ty(-(n_x >= 0)) & n_alignment) - 1; // the same as above, avoids branch and integer multiplication
    //n_x += n_alignment - 1; // only works for positive numbers (fastest)
    return n_x - n_x % n_alignment; // rounds negative towards zero
}

和2的权力:

template <class _Ty>
bool b_Is_POT(_Ty n_x)
{
    return !(n_x & (n_x - 1));
}

template <class _Ty>
inline _Ty n_Align_Up_POT(_Ty n_x, _Ty n_pot_alignment)
{
    assert(n_pot_alignment > 0);
    assert(b_Is_POT(n_pot_alignment)); // alignment must be power of two
    -- n_pot_alignment;
    return (n_x + n_pot_alignment) & ~n_pot_alignment; // rounds towards positive infinity (i.e. negative towards zero)
}

请注意,这两个圆形负值都朝向零(这意味着所有值都是圆形到正无穷大),它们都不依赖于有符号溢出(在C / C ++中未定义)。

这给出了:

n_Align_Up(10, 100) = 100
n_Align_Up(110, 100) = 200
n_Align_Up(0, 100) = 0
n_Align_Up(-10, 100) = 0
n_Align_Up(-110, 100) = -100
n_Align_Up(-210, 100) = -200
n_Align_Up_POT(10, 128) = 128
n_Align_Up_POT(130, 128) = 256
n_Align_Up_POT(0, 128) = 0
n_Align_Up_POT(-10, 128) = 0
n_Align_Up_POT(-130, 128) = -128
n_Align_Up_POT(-260, 128) = -256

答案 11 :(得分:2)

int noOfMultiples = int((numToRound / multiple)+0.5);
return noOfMultiples*multiple

C ++将每个数字向下舍入,因此如果你加0.5(如果它的1.5将是2),但1.49将是1.99因此1。

编辑 - 抱歉没有看到你想要整理,我建议使用ceil()方法而不是+0.5

答案 12 :(得分:2)

始终围捕

int alwaysRoundUp(int n, int multiple)
{
    if (n % multiple != 0) {
        n = ((n + multiple) / multiple) * multiple;

        // Another way
        //n = n - n % multiple + multiple;
    }

    return n;
}

alwaysRoundUp(1,10) - &gt; 10

alwaysRoundUp(5,10) - &gt; 10

alwaysRoundUp(10,10) - &gt; 10


要始终向下舍入

int alwaysRoundDown(int n, int multiple)
{
    n = (n / multiple) * multiple;

    return n;
}

alwaysRoundDown(1,10) - &gt; 0

alwaysRoundDown(5,10) - &gt; 0

alwaysRoundDown(10,10) - &gt; 10


绕过正常方式

int normalRound(int n, int multiple)
{
    n = ((n + multiple/2)/multiple) * multiple;

    return n;
}

normalRound(1,10) - &gt; 0

normalRound(5,10) - &gt; 10

normalRound(10,10) - &gt; 10

答案 13 :(得分:2)

可能会有所帮助:

int RoundUpToNearestMultOfNumber(int val, int num)
{
  assert(0 != num);
  return (floor((val + num) / num) * num);
}

答案 14 :(得分:2)

好吧,有一件事,因为我真的不明白你想做什么,行

int roundUp = roundDown + multiple;
int roundCalc = roundUp;
return (roundCalc); 

绝对可以缩短为

int roundUp = roundDown + multiple;
return roundUp;

答案 15 :(得分:2)

使用ceil()可能更安全地使用ceil() - 除非你知道int除法会产生正确的结果。

答案 16 :(得分:1)

对于负数numToRound:

执行此操作应该非常简单,但标准模数%运算符不会像人们预期的那样处理负数。例如-14%12 = -2而不是10.首先要做的是获得永不返回负数的模运算符。然后roundUp非常简单。

public static int mod(int x, int n) 
{
    return ((x % n) + n) % n;
}

public static int roundUp(int numToRound, int multiple) 
{
    return numRound + mod(-numToRound, multiple);
}

答案 17 :(得分:1)

这就是我要做的事情:

#include <cmath>

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
    // if our number is zero, return immediately
   if (numToRound == 0)
        return multiple;

    // if multiplier is zero, return immediately
    if (multiple == 0)
        return numToRound;

    // how many times are number greater than multiple
    float rounds = static_cast<float>(numToRound) / static_cast<float>(multiple);

    // determine, whether if number is multiplier of multiple
    int floorRounds = static_cast<int>(floor(rounds));

    if (rounds - floorRounds > 0)
        // multiple is not multiplier of number -> advance to the next multiplier
        return (floorRounds+1) * multiple;
    else
        // multiple is multiplier of number -> return actual multiplier
        return (floorRounds) * multiple;
}

代码可能不是最佳的,但我更喜欢干净的代码而不是干性能。

答案 18 :(得分:1)

舍入到最接近的2的整数倍

unsigned int round(unsigned int value, unsigned int multiple){
    return ((value-1u) & ~(multiple-1u)) + multiple;
}

这对于沿高速缓存行分配时很有用,在这种情况下,所需的舍入增量为2的幂,但是结果值仅需为其的倍数。在gcc上,此函数的主体生成8条汇编指令,没有除法或分支。

round(  0,  16) ->   0
round(  1,  16) ->  16
round( 16,  16) ->  16
round(257, 128) -> 384 (128 * 3)
round(333,   2) -> 334

答案 19 :(得分:1)

我找到了一个类似于上面发布的算法的算法:

int [(| x | + n-1)/ n] * [(nx)/ | x |],其中x是用户输入值,n是正在使用的倍数。

适用于所有值x,其中x是整数(正数或负数,包括零)。我是专门为C ++程序编写的,但基本上可以用任何语言实现。

答案 20 :(得分:1)

int roundUp (int numToRound, int multiple)
{
  return multiple * ((numToRound + multiple - 1) / multiple);
}

虽然:

  • 不会为负数工作
  • 如果numRound + multiple overflows ,
  • 不会工作

建议使用无符号整数,它定义了溢出行为。

你会得到一个例外是多个== 0,但在这种情况下它并不是一个明确定义的问题。

答案 21 :(得分:1)

C:

int roundUp(int numToRound, int multiple)
{
  return (multiple ? (((numToRound+multiple-1) / multiple) * multiple) : numToRound);
}

和你的〜/ .bashrc:

roundup()
{
  echo $(( ${2} ? ((${1}+${2}-1)/${2})*${2} : ${1} ))
}

答案 22 :(得分:1)

如果x已经是倍数,我会使用模数组合来取消余数的添加:

int round_up(int x, int div)
{
    return x + (div - x % div) % div;
}

我们找到余数的倒数,然后用除数再次使其无效,如果它是除数本身,则添加x

round_up(19, 3) = 21

答案 23 :(得分:1)

这是我根据OP的建议以及其他所有人提供的示例得出的解决方案。由于大多数人都在寻找可处理负数的方法,因此该解决方案可以做到这一点,而无需使用任何特殊功能,例如abs等。

通过四舍五入,通过避免模数并使用除法,负数是自然的结果。在计算出四舍五入后的版本之后,它会执行所需的数学运算以朝负方向或朝正方向四舍五入。

还请注意,由于没有使用特殊函数来计算任何东西,因此那里的速度有所提高。

int RoundUp(int n, int multiple)
{
    // prevent divide by 0 by returning n
    if (multiple == 0) return n;

    // calculate the rounded down version
    int roundedDown = n / multiple * multiple;

    // if the rounded version and original are the same, then return the original
    if (roundedDown == n) return n;

    // handle negative number and round up according to the sign
    // NOTE: if n is < 0 then subtract the multiple, otherwise add it
    return (n < 0) ? roundedDown - multiple : roundedDown + multiple;
}

答案 24 :(得分:0)

无穷无尽的可能性,仅适用于有符号整数:

n +((r-n)%r)

答案 25 :(得分:0)

我认为这可行:

int roundUp(int numToRound, int multiple) {
    return multiple? !(numToRound%multiple)? numToRound : ((numToRound/multiple)+1)*multiple: numToRound;
}

答案 26 :(得分:0)

我认为这应该对您有帮助。我已经用C语言编写了以下程序。

# include <stdio.h>
int main()
{
  int i, j;
  printf("\nEnter Two Integers i and j...");
  scanf("%d %d", &i, &j);
  int Round_Off=i+j-i%j;
  printf("The Rounded Off Integer Is...%d\n", Round_Off);
  return 0;
}

答案 27 :(得分:0)

这是获得正在寻找正整数的结果:

#include <iostream>
using namespace std;

int roundUp(int numToRound, int multiple);

int main() {
    cout << "answer is: " << roundUp(7, 100) << endl;
    cout << "answer is: " << roundUp(117, 100) << endl;
    cout << "answer is: " << roundUp(477, 100) << endl;
    cout << "answer is: " << roundUp(1077, 100) << endl;
    cout << "answer is: " << roundUp(52,20) << endl;
    cout << "answer is: " << roundUp(74,30) << endl;
    return 0;
}

int roundUp(int numToRound, int multiple) {
    if (multiple == 0) {
        return 0;
    }
    int result = (int) (numToRound / multiple) * multiple;
    if (numToRound % multiple) {
        result += multiple;
    } 
    return result;
}

以下是产出:

answer is: 100
answer is: 200
answer is: 500
answer is: 1100
answer is: 60
answer is: 90

答案 28 :(得分:0)

/// Rounding up 'n' to the nearest multiple of number 'b'.
/// - Not tested for negative numbers.
/// \see http://stackoverflow.com/questions/3407012/
#define roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( ((n)+(b)-1) - (((n)-1)%(b)) ) )

/// \c test->roundUp().
void test_roundUp() {   
    // yes_roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( (n)%(b)==0 ? n : (n)+(b)-(n)%(b) ) )
    // yes_roundUp(n,b) ( (b)==0 ? (n) : ( ((n + b - 1) / b) * b ) )

    // no_roundUp(n,b) ( (n)%(b)==0 ? n : (b)*( (n)/(b) )+(b) )
    // no_roundUp(n,b) ( (n)+(b) - (n)%(b) )

if (true) // couldn't make it work without (?:)
{{  // test::roundUp()
    unsigned m;
                { m = roundUp(17,8); } ++m;
    assertTrue( 24 == roundUp(17,8) );
                { m = roundUp(24,8); }
    assertTrue( 24 == roundUp(24,8) );

    assertTrue( 24 == roundUp(24,4) );
    assertTrue( 24 == roundUp(23,4) );
                { m = roundUp(23,4); }
    assertTrue( 24 == roundUp(21,4) );

    assertTrue( 20 == roundUp(20,4) );
    assertTrue( 20 == roundUp(19,4) );
    assertTrue( 20 == roundUp(18,4) );
    assertTrue( 20 == roundUp(17,4) );

    assertTrue( 17 == roundUp(17,0) );
    assertTrue( 20 == roundUp(20,0) );
}}
}

答案 29 :(得分:-1)

这对我有用,但没有尝试处理否定

public static int roundUp(int numToRound, int multiple) {
    if (multiple == 0) {
        return 0;
    } else if (numToRound % multiple == 0) {
    return numToRound;
    }

    int mod = numToRound % multiple;
    int diff = multiple - mod;
    return numToRound + diff;
}

答案 30 :(得分:-3)

这里是展示优雅概念的超级简单解决方案。基本上是用于网格捕捉的。

(伪代码)

nearestPos = Math.Ceil( numberToRound / multiple ) * multiple;