float（double）快速转换int的方法

自己写一个软件渲染器的时候，无意中发现float转换int非常耗时，于是查阅文章，这才有了这个命题，以前不清楚还有这么个机制。网上看了很多文章，搜索到了一个数字6755399441055744，这个是double快速转换int的一个magic number。至于原理我一知半解，主要看效果。经测试，这个函数的效率比c++直接float转int高很多，记录下来以便备忘。

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// 将64位浮点数转换为32位整数
// 小数部分将四舍五入到偶数
//
//用于double的magic number是1.5*2^52=6755399441055744.0
//对于double来说，相应的magic number就是1.5*2^36
//处理float的速度比汇编低1/3
//编译器优化情况下，比手写汇编快

inline int32_t f_toint(double x)
{
    x += 6755399441055744.0;
    return *(int32_t*)&x;
}

//四舍五入，处理的数据范围是-2^22 ~ 2^22-1, -4194304.0 ~ 4194303.0
inline int32_t f_toint32(float x)
{
    //取得符号位，设置掩码
    uint32_t n = ((*(uint32_t*)&x) & 0x80000000) ? 0xffc00000 : 0;
    x += 12582912.0f;
    return ((*(uint32_t*)&x) & 0x3fffff) | n;
}

f_toint32的原型是csdn论坛一个网友说的回复：

inline long magic_f2l( float x )

{

    static long mask[] = { 0x0, 0xffc00000 };

    static float trunc[] = { -.5f, .5f };

    int s = ( *(unsigned long*)&x )>>31;

    x += trunc[s];

    x += 12582912.f;

    return (*(long*)&x) & 0x3fffff  | mask[s];

}

 

这个里面用到了12582912这个魔法数字，和double转换那个是一样的，都可以用这个函数得到：

double float_magic_number(int bits)
{
    return 1.5 * std::pow(2.0, double(bits));
}

但magic_f2l()这个函数效率并没有double版本的那么好，原因估计是运算运算太多了，于是我精简了一下：

inline long magic_f2l( float x )

{

    static long mask[] = { 0x0, 0xffc00000 };

    static float trunc[] = { -.5f, .5f };

    int s = ( *(unsigned long*)&x )>>31;//这里得到float的符号位，如果是负数，最后结果就和0xffc00000进行or运算。这里有个位移操作

    x += trunc[s];//这里有个加法和数组取值操作

    x += 12582912.f;

    return (*(long*)&x) & 0x3fffff  | mask[s];//数组取值

}

 

经简化，完成如下函数，这个效率和double版本不相上下，稍微慢一丢丢（几个时钟周期），仍然把c++默认转换摔在后面。

inline int32_t f_toint32(float x)
{
//取得符号位，设置掩码
uint32_t n = ((*(uint32_t*)&x) & 0x80000000) ? 0xffc00000 : 0;//一个三元操作符，直接储存掩码
x += 12582912.0f;//魔法数字加法
return ((*(uint32_t*)&x) & 0x3fffff) | n;//直接or运算
}