C/CPP-将浮点运算转换为整数运算

我有以下 c++ 函数(实现Bresenham's line algorithm),在书中看到

从像素到可编程图形硬件的计算机图形 作者 Alexey Boreskov, Evgeniy Shikin

其中一个函数使用浮点数,由于其效率低下,本书介绍了另一个仅使用整数算术的函数。

我很难理解为什么这两个是等价的,为什么我们<<在这里使用左移,而不是a<<1简单地乘以a2?

:我们假设点A:(xa,ya)B:(xb,yb)具有整数值。


浮动版

void drawLine(int xa, int ya, int xb, int yb, int color) {
    float k = (float)(yb-ya)/(float)(xb-xa);
    float d = 2*k - 1
    int y = ya;

    putPixel(xa, ya, color); // paint the pixel (xa,ya) in color "color"

    for (int x = xa+1; x<=xb; x++) {
        if (d > 0) {
            d += 2*k + 2;
            y++;
        } else {
            d += 2*k;
        }
        putPixel(x, y, color);
    }
}

整数版本

void drawLine(int xa, int ya, int xb, int yb, int color) {
    int dx = xb - xa;
    int dy = yb -ya;
    int d = (dy<<1) - dx;
    int d1 = dy <<1;
    int d2 = (dy - dx) << 1;
    int y = ya;

    putPixel(xa, ya, color); // paint the pixel (xa,ya) in color "color"

    for (int x = xa+1; x<=xb; x++) {
        if (d > 0) {
            d += d2;
            y++;
        } else {
            d += d1;
        }
        putPixel(x, y, color);
    }
}

回答

浮点代码做了四件事d

  1. 初始化d为 2 dy / dx ?1,其中dydxyb? yaxbxa, 分别。
  2. 评估是否d大于 0。
  3. 将 2 dy / dx +2添加到d.
  4. 将 2 dy / dx添加到d.

在浮点数中,除以dx可能会产生非整数。为了避免这种情况,我们通过将所有内容乘以dx 来转换操作,产生:

  1. 初始化d为 2 dydx
  2. 评估是否d大于 0 dx(等于 0)。
  3. 将 2 dy +2 dx添加到d
  4. 将 2 dy添加到d.

我们可以很容易地看到,除了 3 之外,这四个等效操作是在整数代码中实现的。整数代码似乎是将 2 dy ?2 dx添加到d。整数代码与Wikipedia 页面中显示的 Bresenham's line algorithm代码相匹配。我怀疑+浮点版本中的 是书中的错误。


以上是C/CPP-将浮点运算转换为整数运算的全部内容。
THE END
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