Golang 找到给定数字的二进制对数

在计算机科学中，二进制对数是确定一个数字在二进制形式下所需的位数。在Golang中，可以使用标准库中的函数来确定一个数字的二进制对数。

math包中的Log2函数

在Golang的math包中，有一个名为Log2的函数，它可以返回以2为底数的对数。我们可以使用该函数来计算一个数字的二进制对数。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    x := 16
    log := math.Log2(float64(x))
    fmt.Printf("x的二进制对数为：%.0f\n", math.Ceil(log))
}

在上面的示例代码中，我们计算数字16的二进制对数。我们先将数字16转换为浮点数，使用Log2函数计算以2为底的对数，最后使用Ceil函数向上取整，得到最终的二进制对数。

输出结果为：

x的二进制对数为：4

自定义函数实现二进制对数的计算

除了使用math包中的Log2函数外，我们也可以自定义函数实现二进制对数的计算。下面是一个示例代码，该代码实现了一个名为BinaryLog的函数，并使用循环和位运算来计算二进制对数。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func BinaryLog(x int) int {
    var count int
    for i := x; i > 0; i = i >> 1 {
        count++
    }
    return int(math.Ceil(math.Log2(float64(x))))
}

func main() {
    x := 16
    log := BinaryLog(x)
    fmt.Printf("x的二进制对数为：%d\n", log)
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个名为BinaryLog的函数，该函数接受一个整数作为参数，并返回该整数的二进制对数。在函数中，我们使用循环和位运算计算输入参数的二进制位数。最后，我们将Log2函数与输出结果相结合，返回二进制对数。

输出结果为：

x的二进制对数为：4

性能比较

在实现计算二进制对数的功能时，我们可以使用math包中的Log2函数，也可以自定义函数来实现。那么这两种方法之间是否有明显的性能差异呢？我们可以使用Golang的测试框架来比较性能。

下面是一个示例代码，该代码实现了对二进制对数计算函数的性能测试。我们测试了计算数字16的二进制对数分别使用math包中的Log2函数和自定义函数的性能。

package main

import (
    "math"
    "testing"
)

func BenchmarkLog2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        _ = math.Log2(float64(16))
    }
}

func BenchmarkBinaryLog(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        _ = BinaryLog(16)
    }
}

在上面的示例代码中，我们使用了Golang内置的测试框架。它能够测量我们的代码在执行多次操作时的速度。我们在函数中使用for循环来执行计算二进制对数的代码。

下面是使用Golang的testing命令执行上述代码的输出结果：

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: binaryLog
BenchmarkLog2-8          18626804                63.0 ns/op
BenchmarkBinaryLog-8     10000000               202 ns/op
PASS

按照上述测试的结果，Log2函数比自定义函数的性能要快得多。