C: x = !y 是什么意思？答案

【问题标题】：C: What does x = !y mean?C: x = !y 是什么意思？
【发布时间】：2014-10-13 20:40:51
【问题描述】：

我正在阅读 C 语言中的加泰罗尼亚数字算法的代码，但我发现了我不太理解的短语。这是（递归）：

typedef unsigned long long ull;

ull catalan2(int n) {
int i;
ull r = !n;

for (i = 0; i < n; i++)
    r += catalan2(i) * catalan2(n - 1 - i);
return r;
}

谁能告诉我这句话是什么 r = !n 负责这里？

提前谢谢你！

【问题讨论】：

你知道! 在 C 中做了什么吗？
tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
if (n == 0) r = 1; else r = 0;
非常感谢您的回答。现在我明白了它在这段代码中的作用。

标签： c algorithm recursion numbers

【解决方案1】：

这个：

ull r = !n;

相当于这个：

ull r;
if (n == 0)
    r = 1;
else
    r = 0;

没有分支的棘手方法：

#include <limits.h>
...
ull r = 1-((unsigned)(n|(-n))>>(sizeof(n)*CHAR_BIT-1));

【讨论】：

一个好的编译器很可能会为原始公式生成比“无分支”版本更好的代码。除了关于可读性的任何问题。（尝试使用 gcc：3 个非分支指令与 5 个。）
虽然棘手的方法似乎对 -INT_MIN 有问题，但可能取决于 2 的补码、无填充、yadda、yadda、+1 以增加答案的乐趣。 IAC 1st 2/3rds 的答案清晰正确。
@rici：与按位操作技巧相比，这种“分支方式”可能会降低性能。这实际上取决于底层硬件架构以及手头指定的编译器。但它肯定会导致性能不一致，具体取决于n 的值和分支预测启发式。 “棘手的方式”的运行时间保证在每次执行时都相同。
@chux：谢谢。我看不出这会产生什么问题，就像INT_MIN|(-INT_MIN) == INT_MIN
@barakmanos：需要明确的是，由 gcc 为 intel 架构生成的代码没有分支。它甚至不使用 CMOV；相反，它会进行测试，然后从适当的条件位设置已清除寄存器的低位。（但是，CMOV 也不是一个分支，并且不会导致失败的分支预测惩罚。）因此它还将具有一致的执行时间，大约是您解决方案的一半。

【解决方案2】：

x = !y 表示“将 y 评估为布尔值并返回相反的布尔值”

所以如果 y 为零，那么它是假的，我们返回一个真值（即 1）。否则，y 为真，我们返回零。

【讨论】：

【解决方案3】：

ull r = !n; 等价于ull r = n == 0 ? 1 : 0;。 n == 0 时占空树； for 循环计算非空树。

【讨论】：

【解决方案4】：

r != n 表示：如果n 不为零，则分配0，否则将1 分配给r。

【讨论】：