如何高效判断两个int32_t类型数值的差值为0或1？

先回顾你提到的两种常规实现方式：

常规实现方式 #

方案1：基于无符号差值判断 #

uint32_t diff = abs(num1 - num2);
bool isZeroOrOne = (diff == 0 || diff == 1);

方案2：直接枚举所有差值情况 #

int32_t diff = num1 - num2;
bool isZeroOrOne = (diff == 0 || diff == 1 || diff == -1);

更优化的实现方案 #

位运算或无分支的算术判断在多数硬件平台上执行效率更高，尤其适合循环密集型场景，以下分类型给出优化实现：

针对无符号整数（uint32_t） #

利用无符号数的异或特性：当两数相等时异或结果为0，差值为1时异或结果为1，差值大于1时异或结果必然大于1，因此可以直接判断：

bool isZeroOrOne = (num1 ^ num2) <= 1;

也可以用减法结合逻辑判断，避免异或：

bool isZeroOrOne = ((num1 - num2) <= 1) && ((num2 - num1) <= 1);

无符号减法不会出现溢出问题，因为无符号数的减法是模2^N运算，当num1 < num2时，num1 - num2会得到一个很大的正数，自然大于1，所以第二个判断(num2 - num1) <=1只会在num2 ≤ num1+1时成立，正好对应差值绝对值≤1的情况。

针对有符号整数（int32_t） #

方法1：利用平方判断

通过计算差值的平方，仅当差值为-1、0、1时平方结果≤1，避免多条件分支：

int32_t diff = num1 - num2;
bool isZeroOrOne = (diff * diff) <= 1;

注：我们的场景是差值绝对值≤1，不会出现平方溢出问题。

方法2：无分支绝对值判断

利用有符号数的补码特性计算绝对值，再判断是否≤1：

int32_t diff = num1 - num2;
// 位运算计算绝对值：正数不变，负数取反加1
uint32_t abs_diff = (diff ^ (diff >> 31)) - (diff >> 31);
bool isZeroOrOne = abs_diff <= 1;

这种方式避免了调用abs函数的开销，直接通过位运算完成绝对值计算。

方法3：安全范围判断

通过判断两数的相互范围，避免减法溢出（当num1或num2为极值时，减法可能触发未定义行为），转换为无符号数处理更安全：

bool isZeroOrOne = ((uint32_t)num1 <= (uint32_t)num2 + 1) && ((uint32_t)num2 <= (uint32_t)num1 + 1);

无符号数的加法溢出是定义良好的模运算，不会出现未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mad0x60