将 int8 转换为 int7 的最快方法

Question

我有一个函数接受 int8_t val 并将其转换为 int7_t。

//Bit [7] reserved
//Bits [6:0] = signed -64 to +63 offset value
// user who calls this function will use it correctly (-64 to +63)
uint8_t func_int7_t(int8_t val){
    uint8_t val_6 = val & 0b01111111;
    if (val & 0x80)
        val_6 |= 0x40;
    //...
    //do stuff...
    return val_6;
}

将 int8 操作为 int7 的最佳和最快方法是什么？我做得有效率和速度吗？还是有更好的办法？

如果重要的话，目标是 ARM Cortex M0+

更新：

阅读不同的答案后，我可以说问题被问错了吗？ （或者我在问题中的代码是什么给了其他人错误的假设）我打算将 int8 变成 int7

所以什么都不做，因为

8位：

 63 = 0011 1111
 62 = 0011 1110
  0 = 0000 0000
 -1 = 1111 1111
 -2 = 1111 1110
-63 = 1100 0001
-64 = 1100 0000

7位：

 63 = 011 1111
 62 = 011 1110
  0 = 000 0000
 -1 = 111 1111
 -2 = 111 1110
-63 = 100 0001
-64 = 100 0000

Answer 1

更快的方法可能是：

uint8_t val_7 = (val & 0x3f) | ((val >> 1) & 0x40);

val & 0x3f 获取低 6 位（截断），((val >> 1) & 0x40) 将位从第 8 位移到第 7 位

不使用 if 的优点是代码更短（即使您可以使用算术 if）并且代码没有序列中断

Answer 2

要清除保留位，只需

return val & 0x7f;

要保留保留位与输入时完全相同，无需执行任何操作

return val;

低 7 位将包含 [-64, 63] 中的值。因为在二进制补码中向下转换是通过简单的截断来完成的。值保持不变。这就是像(int8_t)some_int_value这样的任务发生的情况@

没有0bX1100001这样的东西。机器语言中没有未定义的位。该状态仅存在于硬件中，例如 Verilog 或其他硬件描述语言中的高 Z 状态或未定义状态

Answer 3

使用位域来缩小值，让编译器选择最适合您平台的移位和/或掩码序列。

inline uint8_t to7bit(int8_t x) 
{ 
    struct {uint8_t x:7;} s; 
    return s.x = x; 
} 

Answer 4

如果您不关心超出范围的值会发生什么，那么

return val & 0x7f;

就够了。这可以正确处理-64 <= val <= 63 范围内的值。 你还没有说你想如何处理超出范围的值，所以我对此无话可说。

更新添加：问题已更新，因此规定永远不会使用超出范围的值调用该函数。因此，这种方法无疑是“最好和最快的”。

Answer 5

调用这个函数的用户知道他应该把数据 -64 到 +63

所以不考虑任何其他值，真正你能做的最快的事情就是什么都不做！

您有一个 7 位值存储在 8 位中。指定范围内的任何值都将具有相同的第 7 位和第 6 位值，并且当您处理 7 位值时，您只需 忽略 MSB（8 位值），无论是否设置与否，例如。 g.：

for(unsigned int bit = 0x40; bit; bit >>= 1)
//                NOT: 0x80!
    std::cout << (value & bit);

反之更为关键：每当您通过某个通信渠道接收到这七个位时，您需要手动扩展八个（或更多）位的符号才能正确使用该值。