c++ - 这个 min() 函数是如何工作的？

Question

我遇到了这段代码:

int __min(int a, int b) {
    return ((a)-(((a)-(b))&((b)-(a))>>31));
}

我可以想象它与 2s 补码有关，并且它仅适用于带符号的 32 位整数，但在那之后我迷路了。

我找到了 this question ，但我不认为这些功能是相关的，还是我错了？

所以我有两个问题:

1. 为什么这个功能有效？
2. 有没有一种情况(a<b)?a:b行不通而这个功能行得通，或者这个功能只是为了好玩而过于复杂？

编辑:该函数是为 GPU 编写的，所以我认为@Banex 可能是正确的，这样编写它的目的是为了避免分支。

Answer 1

这是为 32 位有符号值设计的。让我们一次分解一个步骤。

((b)-(a))>>31)

右移运算符本质上是取 32 位值中的最高位，并将其符号扩展到剩余的 31 位。这就是右移运算符处理有符号值的方式。

如果b大于a，减法结果为正，最高位为0，结果为0。

如果b小于a，减法结果为负，最高位为1，结果为-1。最高位向下移动到所有剩余位。 32位值中的所有位都会被置位，也就是-1。

您可以自己编写一个短程序来验证这一点，该程序将正值或负值放入 32 位 int，并将其右移 31 位；然后观察结果将是 0 或 -1。如您所知，在二进制补码算法中，值 -1 的所有位都已设置。

((a)-(b)) & (0 or -1, as the result of the previous operation).

因此，如果 b 小于 a，则右侧值的所有位都已设置，并且按位 & 的结果运算符是左侧值。或 a-b。

如果 b 大于 a，则右侧值的所有位均为 0，并且 & 的结果为 0。

总结:

如果 b 小于 a，则上述表达式的计算结果为:

a-(a-b)

or

a-a+b

or

b

如果b大于a，则表达式的结果为

a - 0

or

a