Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/C/Firefox/mfbt/   (Browser von der Mozilla Stiftung Version 136.0.1©)  Datei vom 10.2.2025 mit Größe 13 kB image not shown  

Quelle  MathAlgorithms.h   Sprache: C

 
/* -*- Mode: C++; tab-width: 8; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 2 -*- */
/* vim: set ts=8 sts=2 et sw=2 tw=80: */
/* This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public
 * License, v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this
 * file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/. */


/* mfbt maths algorithms. */

#ifndef mozilla_MathAlgorithms_h
#define mozilla_MathAlgorithms_h

#include "mozilla/Assertions.h"

#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
#include <type_traits>

namespace mozilla {

namespace detail {

template <typename T>
struct AllowDeprecatedAbsFixed : std::false_type {};

template <>
struct AllowDeprecatedAbsFixed<int32_t> : std::true_type {};
template <>
struct AllowDeprecatedAbsFixed<int64_t> : std::true_type {};

template <typename T>
struct AllowDeprecatedAbs : AllowDeprecatedAbsFixed<T> {};

template <>
struct AllowDeprecatedAbs<int> : std::true_type {};
template <>
struct AllowDeprecatedAbs<long> : std::true_type {};

}  // namespace detail

// DO NOT USE DeprecatedAbs.  It exists only until its callers can be converted
// to Abs below, and it will be removed when all callers have been changed.
template <typename T>
inline std::enable_if_t<detail::AllowDeprecatedAbs<T>::value, T> DeprecatedAbs(
    const T aValue) {
  // The absolute value of the smallest possible value of a signed-integer type
  // won't fit in that type (on twos-complement systems -- and we're blithely
  // assuming we're on such systems, for the non-<stdint.h> types listed above),
  // so assert that the input isn't that value.
  //
  // This is the case if: the value is non-negative; or if adding one (giving a
  // value in the range [-maxvalue, 0]), then negating (giving a value in the
  // range [0, maxvalue]), doesn't produce maxvalue (because in twos-complement,
  // (minvalue + 1) == -maxvalue).
  MOZ_ASSERT(aValue >= 0 ||
                 -(aValue + 1) != T((1ULL << (CHAR_BIT * sizeof(T) - 1)) - 1),
             "You can't negate the smallest possible negative integer!");
  return aValue >= 0 ? aValue : -aValue;
}

namespace detail {

template <typename T, typename = void>
struct AbsReturnType;

template <typename T>
struct AbsReturnType<
    T, std::enable_if_t<std::is_integral_v<T> && std::is_signed_v<T>>> {
  using Type = std::make_unsigned_t<T>;
};

template <typename T>
struct AbsReturnType<T, std::enable_if_t<std::is_floating_point_v<T>>> {
  using Type = T;
};

}  // namespace detail

template <typename T>
inline constexpr typename detail::AbsReturnType<T>::Type Abs(const T aValue) {
  using ReturnType = typename detail::AbsReturnType<T>::Type;
  return aValue >= 0 ? ReturnType(aValue) : ~ReturnType(aValue) + 1;
}

template <>
inline float Abs<float>(const float aFloat) {
  return std::fabs(aFloat);
}

template <>
inline double Abs<double>(const double aDouble) {
  return std::fabs(aDouble);
}

template <>
inline long double Abs<long double>(const long double aLongDouble) {
  return std::fabs(aLongDouble);
}

}  // namespace mozilla

#if defined(_MSC_VER) && (defined(_M_IX86) || defined(_M_AMD64) || \
                          defined(_M_X64) || defined(_M_ARM64))
#  define MOZ_BITSCAN_WINDOWS

#  include <intrin.h>
#  pragma intrinsic(_BitScanForward, _BitScanReverse)

#  if defined(_M_AMD64) || defined(_M_X64) || defined(_M_ARM64)
#    define MOZ_BITSCAN_WINDOWS64
#    pragma intrinsic(_BitScanForward64, _BitScanReverse64)
#  endif

#endif

namespace mozilla {

namespace detail {

#if defined(MOZ_BITSCAN_WINDOWS)

inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes32(uint32_t aValue) {
  unsigned long index;
  if (!_BitScanReverse(&index, static_cast<unsigned long>(aValue))) return 32;
  return uint_fast8_t(31 - index);
}

inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes32(uint32_t aValue) {
  unsigned long index;
  if (!_BitScanForward(&index, static_cast<unsigned long>(aValue))) return 32;
  return uint_fast8_t(index);
}

inline uint_fast8_t CountPopulation32(uint32_t aValue) {
  uint32_t x = aValue - ((aValue >> 1) & 0x55555555);
  x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
  return (((x + (x >> 4)) & 0xf0f0f0f) * 0x1010101) >> 24;
}
inline uint_fast8_t CountPopulation64(uint64_t aValue) {
  return uint_fast8_t(CountPopulation32(aValue & 0xffffffff) +
                      CountPopulation32(aValue >> 32));
}

inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes64(uint64_t aValue) {
#  if defined(MOZ_BITSCAN_WINDOWS64)
  unsigned long index;
  if (!_BitScanReverse64(&index, static_cast<unsigned __int64>(aValue)))
    return 64;
  return uint_fast8_t(63 - index);
#  else
  uint32_t hi = uint32_t(aValue >> 32);
  if (hi != 0) {
    return CountLeadingZeroes32(hi);
  }
  return 32u + CountLeadingZeroes32(uint32_t(aValue));
#  endif
}

inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes64(uint64_t aValue) {
#  if defined(MOZ_BITSCAN_WINDOWS64)
  unsigned long index;
  if (!_BitScanForward64(&index, static_cast<unsigned __int64>(aValue)))
    return 64;
  return uint_fast8_t(index);
#  else
  uint32_t lo = uint32_t(aValue);
  if (lo != 0) {
    return CountTrailingZeroes32(lo);
  }
  return 32u + CountTrailingZeroes32(uint32_t(aValue >> 32));
#  endif
}

#elif defined(__clang__) || defined(__GNUC__)

#  if defined(__clang__)
#    if !__has_builtin(__builtin_ctz) || !__has_builtin(__builtin_clz)
#      error "A clang providing __builtin_c[lt]z is required to build"
#    endif
#  else
// gcc has had __builtin_clz and friends since 3.4: no need to check.
#  endif

inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes32(uint32_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_clz(aValue));
}

inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes32(uint32_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_ctz(aValue));
}

inline uint_fast8_t CountPopulation32(uint32_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_popcount(aValue));
}

inline uint_fast8_t CountPopulation64(uint64_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_popcountll(aValue));
}

inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes64(uint64_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_clzll(aValue));
}

inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes64(uint64_t aValue) {
  return static_cast<uint_fast8_t>(__builtin_ctzll(aValue));
}

#else
#  error "Implement these!"
inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes32(uint32_t aValue) = delete;
inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes32(uint32_t aValue) = delete;
inline uint_fast8_t CountPopulation32(uint32_t aValue) = delete;
inline uint_fast8_t CountPopulation64(uint64_t aValue) = delete;
inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes64(uint64_t aValue) = delete;
inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes64(uint64_t aValue) = delete;
#endif

}  // namespace detail

/**
 * Compute the number of high-order zero bits in the NON-ZERO number |aValue|.
 * That is, looking at the bitwise representation of the number, with the
 * highest- valued bits at the start, return the number of zeroes before the
 * first one is observed.
 *
 * CountLeadingZeroes32(0xF0FF1000) is 0;
 * CountLeadingZeroes32(0x7F8F0001) is 1;
 * CountLeadingZeroes32(0x3FFF0100) is 2;
 * CountLeadingZeroes32(0x1FF50010) is 3; and so on.
 */

inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes32(uint32_t aValue) {
  MOZ_ASSERT(aValue != 0);
  return detail::CountLeadingZeroes32(aValue);
}

/**
 * Compute the number of low-order zero bits in the NON-ZERO number |aValue|.
 * That is, looking at the bitwise representation of the number, with the
 * lowest- valued bits at the start, return the number of zeroes before the
 * first one is observed.
 *
 * CountTrailingZeroes32(0x0100FFFF) is 0;
 * CountTrailingZeroes32(0x7000FFFE) is 1;
 * CountTrailingZeroes32(0x0080FFFC) is 2;
 * CountTrailingZeroes32(0x0080FFF8) is 3; and so on.
 */

inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes32(uint32_t aValue) {
  MOZ_ASSERT(aValue != 0);
  return detail::CountTrailingZeroes32(aValue);
}

/**
 * Compute the number of one bits in the number |aValue|,
 */

inline uint_fast8_t CountPopulation32(uint32_t aValue) {
  return detail::CountPopulation32(aValue);
}

/** Analogous to CountPopulation32, but for 64-bit numbers */
inline uint_fast8_t CountPopulation64(uint64_t aValue) {
  return detail::CountPopulation64(aValue);
}

/** Analogous to CountLeadingZeroes32, but for 64-bit numbers. */
inline uint_fast8_t CountLeadingZeroes64(uint64_t aValue) {
  MOZ_ASSERT(aValue != 0);
  return detail::CountLeadingZeroes64(aValue);
}

/** Analogous to CountTrailingZeroes32, but for 64-bit numbers. */
inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes64(uint64_t aValue) {
  MOZ_ASSERT(aValue != 0);
  return detail::CountTrailingZeroes64(aValue);
}

namespace detail {

template <typename T, size_t Size = sizeof(T)>
class CeilingLog2;

template <typename T>
class CeilingLog2<T, 4> {
 public:
  static uint_fast8_t compute(const T aValue) {
    // Check for <= 1 to avoid the == 0 undefined case.
    return aValue <= 1 ? 0u : 32u - CountLeadingZeroes32(aValue - 1);
  }
};

template <typename T>
class CeilingLog2<T, 8> {
 public:
  static uint_fast8_t compute(const T aValue) {
    // Check for <= 1 to avoid the == 0 undefined case.
    return aValue <= 1 ? 0u : 64u - CountLeadingZeroes64(aValue - 1);
  }
};

}  // namespace detail

/**
 * Compute the log of the least power of 2 greater than or equal to |aValue|.
 *
 * CeilingLog2(0..1) is 0;
 * CeilingLog2(2) is 1;
 * CeilingLog2(3..4) is 2;
 * CeilingLog2(5..8) is 3;
 * CeilingLog2(9..16) is 4; and so on.
 */

template <typename T>
inline uint_fast8_t CeilingLog2(const T aValue) {
  return detail::CeilingLog2<T>::compute(aValue);
}

/** A CeilingLog2 variant that accepts only size_t. */
inline uint_fast8_t CeilingLog2Size(size_t aValue) {
  return CeilingLog2(aValue);
}

/**
 * Compute the bit position of the most significant bit set in
 * |aValue|. Requires that |aValue| is non-zero.
 */

template <typename T>
inline uint_fast8_t FindMostSignificantBit(T aValue) {
  static_assert(sizeof(T) <= 8);
  static_assert(std::is_integral_v<T>);
  MOZ_ASSERT(aValue != 0);
  // This casts to 32-bits
  if constexpr (sizeof(T) <= 4) {
    return 31u - CountLeadingZeroes32(aValue);
  }
  // This doesn't
  if constexpr (sizeof(T) == 8) {
    return 63u - CountLeadingZeroes64(aValue);
  }
}

/**
 * Compute the log of the greatest power of 2 less than or equal to |aValue|.
 *
 * FloorLog2(0..1) is 0;
 * FloorLog2(2..3) is 1;
 * FloorLog2(4..7) is 2;
 * FloorLog2(8..15) is 3; and so on.
 */

template <typename T>
inline constexpr uint_fast8_t FloorLog2(const T aValue) {
  return FindMostSignificantBit(aValue | 1);
}

/** A FloorLog2 variant that accepts only size_t. */
inline uint_fast8_t FloorLog2Size(size_t aValue) { return FloorLog2(aValue); }

/*
 * Compute the smallest power of 2 greater than or equal to |x|.  |x| must not
 * be so great that the computed value would overflow |size_t|.
 */

inline size_t RoundUpPow2(size_t aValue) {
  MOZ_ASSERT(aValue <= (size_t(1) << (sizeof(size_t) * CHAR_BIT - 1)),
             "can't round up -- will overflow!");
  return size_t(1) << CeilingLog2(aValue);
}

/**
 * Rotates the bits of the given value left by the amount of the shift width.
 */

template <typename T>
MOZ_NO_SANITIZE_UNSIGNED_OVERFLOW inline T RotateLeft(const T aValue,
                                                      uint_fast8_t aShift) {
  static_assert(std::is_unsigned_v<T>, "Rotates require unsigned values");

  MOZ_ASSERT(aShift < sizeof(T) * CHAR_BIT, "Shift value is too large!");
  MOZ_ASSERT(aShift > 0,
             "Rotation by value length is undefined behavior, but compilers "
             "do not currently fold a test into the rotate instruction. "
             "Please remove this restriction when compilers optimize the "
             "zero case (http://blog.regehr.org/archives/1063).");

  return (aValue << aShift) | (aValue >> (sizeof(T) * CHAR_BIT - aShift));
}

/**
 * Rotates the bits of the given value right by the amount of the shift width.
 */

template <typename T>
MOZ_NO_SANITIZE_UNSIGNED_OVERFLOW inline T RotateRight(const T aValue,
                                                       uint_fast8_t aShift) {
  static_assert(std::is_unsigned_v<T>, "Rotates require unsigned values");

  MOZ_ASSERT(aShift < sizeof(T) * CHAR_BIT, "Shift value is too large!");
  MOZ_ASSERT(aShift > 0,
             "Rotation by value length is undefined behavior, but compilers "
             "do not currently fold a test into the rotate instruction. "
             "Please remove this restriction when compilers optimize the "
             "zero case (http://blog.regehr.org/archives/1063).");

  return (aValue >> aShift) | (aValue << (sizeof(T) * CHAR_BIT - aShift));
}

/**
 * Returns true if |x| is a power of two.
 * Zero is not an integer power of two. (-Inf is not an integer)
 */

template <typename T>
constexpr bool IsPowerOfTwo(T x) {
  static_assert(std::is_unsigned_v<T>, "IsPowerOfTwo requires unsigned values");
  return x && (x & (x - 1)) == 0;
}

template <typename T>
inline uint_fast8_t CountTrailingZeroes(T aValue) {
  static_assert(sizeof(T) <= 8);
  static_assert(std::is_integral_v<T>);
  // This casts to 32-bits
  if constexpr (sizeof(T) <= 4) {
    return CountTrailingZeroes32(aValue);
  }
  // This doesn't
  if constexpr (sizeof(T) == 8) {
    return CountTrailingZeroes64(aValue);
  }
}

// Greatest Common Divisor, from
// https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_GCD_algorithm#Implementation
template <typename T>
MOZ_ALWAYS_INLINE T GCD(T aA, T aB) {
  static_assert(std::is_integral_v<T>);

  MOZ_ASSERT(aA >= 0);
  MOZ_ASSERT(aB >= 0);

  if (aA == 0) {
    return aB;
  }
  if (aB == 0) {
    return aA;
  }

  T az = CountTrailingZeroes(aA);
  T bz = CountTrailingZeroes(aB);
  T shift = std::min<T>(az, bz);
  aA >>= az;
  aB >>= bz;

  while (aA != 0) {
    if constexpr (!std::is_signed_v<T>) {
      if (aA < aB) {
        std::swap(aA, aB);
      }
    }
    T diff = aA - aB;
    if constexpr (std::is_signed_v<T>) {
      aB = std::min<T>(aA, aB);
    }
    if constexpr (std::is_signed_v<T>) {
      aA = std::abs(diff);
    } else {
      aA = diff;
    }
    if (aA) {
      aA >>= CountTrailingZeroes(aA);
    }
  }

  return aB << shift;
}

/* namespace mozilla */

#endif /* mozilla_MathAlgorithms_h */

100%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.2 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.