C++ 怎么判断奇偶数 C++ 位运算与取模运算效率对比【位操作】

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用 % 判断奇偶需注意负数:n % 2 == 1 对负数失效,应改用 n % 2 != 0;n & 1 更稳定高效,但语义不如 % 直观,且性能差异在现代编译器优化下可忽略。

C++ 怎么判断奇偶数 C++ 位运算与取模运算效率对比【位操作】

% 判断奇偶最直观,但要注意负数行为

绝大多数人写 n % 2 == 0 判断偶数,n % 2 == 1 判断奇数。这在 n >= 0 时完全可靠,但 c++ 标准规定:当 n 为负数时,n % 2 的结果符号与被除数一致,即 -3 % 2-1,不是 1。所以 n % 2 == 1 对负数会漏判。

安全写法是:n % 2 != 0(奇数)或 n % 2 == 0(偶数),因为余数只可能是 01-1,而 != 0 能覆盖所有非零余数情况。

n & 1 是更底层、无符号依赖的奇偶判断方式

位运算 n & 1 直接取最低位:若为 1,则奇数;为 0,则偶数。它不依赖符号位解释,对有符号整数(int)、无符号整数(unsigned int)甚至负数都稳定有效——因为补码下,负奇数的最低位仍是 1(如 -5 的二进制末位是 1)。

常见误用:if (n & 1 == 1) —— 这实际是 n & (1 == 1),即 n & true,等于 n & 1,但逻辑混乱且易读性差。正确写法是:if (n & 1)(真值即奇数)或 if ((n & 1) == 0)(偶数)。

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现代 CPU 上 &% 效率差异几乎可忽略,但编译器优化行为不同

在 x86-64 或 ARM64 上,n & 1 是单条指令(testands),而 n % 2 通常会被编译器识别为“除以 2 的幂”,自动优化为等价的位操作。也就是说,开启 -O2 后,n % 2n & 1 生成的汇编往往一模一样。

但以下情况例外:

  • 未开启优化(如 -O0)时,% 可能调用库函数或展开为除法指令,明显慢于 &
  • 若写成 n % mm 非 2 的幂(如 % 3),就无法位优化,必须走除法流水
  • 某些嵌入式平台(如无硬件除法器的 Cortex-M0)中,未优化的 % 开销极大

别为了“效率”强行用位运算替代取模,除非你明确控制编译环境

如果你写的代码要跑在 CI 构建、交叉编译或裸机环境里,且无法保证编译器版本和优化等级,那么 n & 1 是更可预测的选择。但日常开发中,用 n % 2 == 0 更符合语义直觉,也更容易被团队成员理解。

真正容易被忽略的点是:**奇偶判断本身几乎从不是性能瓶颈**。花时间纠结这个,不如检查循环内是否重复计算、容器是否误用 operator[] 而非 at()、或字符串拼接是否用了低效的 + 而非 std::String::append

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