修改部分数组的最快方法

Question

我想对 bool 数组的连续元素块执行 not 操作，然后读回完整的数组。我正在使用以下代码来执行操作。

bool arr[100000]={0};
cin>>x>>y;
for(i=x; i<=y; i++)
 arr[i]=!arr[i];

//Some other operations on the array

for(i=0; i<=100000; i++)
 arr+=arr[i];

这很好，但我正在尝试提高程序的速度。有没有更好的方法来执行相同的操作？

Answer 1

考虑使用 bitset。比较性能-也许会更好。

std::bitset<100000> arr;
cin>>x>>y;
for(i=x; i<=y; i++)
 arr.flip(i);

//Some other operations on the array
unsigned int carr = arr.count();

为了更优化（请测量并且不要相信），您可以使用自己的 bitset 版本，这不是测试代码：

const size_t arr_bitlen = 100000;
typedef unsigned int arr_type;
const size_t arr_type_size = sizeof(arr_type);
const size_T arr_len = (arr_bitlen + arr_type_size - 1) / arr_type_size;
arr_type arr[arr_len] = { 0 };
cin>>x>>y;
unsigned int x_addr = x / arr_type_size;
unsigned int y_addr = y / arr_type_size;
unsigned int x_bit = x % arr_type_size;
unsigned int y_bit = y % arr_type_size;

if (0 == x_bit)
    for (i=x_addr; i<=y_addr; i++)
       arr[i] = ~arr[i]; // revert all bits (bools)
else {
  // deal with first element in range ( ....xxxx - change only x-s
  arr_type x_mask = ((1 << x_bit) - 1) << (arr_type_len - x_bit);
  arr[x_addr] ^= x_mask; 
  for (i = x_bit + 1; i < arr_type_size; ++i)
      arr[i] = ~arr[i]; // revert all bits (bools)
}
if (y_bit > 0) // try to invert 0..y_bit in arr[y_addr + 1] by yourself

//Some other operations on the array
see implementation of std::bitset<N>::count() - it is very clever - just copy it

Answer 2

既然我发表了关于使用 int（或者实际上是 int64）的评论，我不妨把它写下来，你可以评估它是否值得。会是这样的。请原谅任何错误，因为我只是在我的孩子们正在观看可笑的垃圾星期六早上的卡通片时将其放入浏览器中。

// I'm gonna assume 32-bit ints here.  Makes the other maths clearer.
// Sorry about all the '4' and '32' constants =P
const size_t arrLen = 100000 / 4 + 1;
int arr[arrLen];

//This gets filled with your data...
memset((void*)arr, 0, arrLen*4);

cin >> x >> y;
int leftMask = 0xffffffff >> (x % 32);      // "(x & 0x1f)" faster?
int rightMask = ~(0x7fffffff >> (y % 32));  // "(y & 0x1f)" faster?
x /= 32;                                    // "x >>= 5" faster?
y /= 32;                                    // "y >>= 5" faster?

if( x == y )
{
    // Intersect the masks
    leftMask &= rightMask;
    arr[x] = (arr[x] & ~leftMask) | (~arr[x] & leftMask);
}
else if( x < y )
{
    // Flip the left and right ends
    arr[x] = (arr[x] & ~leftMask) | (~arr[x] & leftMask);
    arr[y] = (arr[y] & ~rightMask) | (~arr[y] & rightMask);

    // Flip everything in between
    for( int i = x+1; i < y; i++ ) {
        arr[i] ^= 0xffffffff;  // Or arr[i] = ~arr[i] -- whichever is faster
    }
}

上述循环的替代方案，如果有什么不同的话......

// Flip everything in between
for( int *a = arr+x+1, *b = arr+y; a < b; a++ ) {
    *a = ~*a;
}

练习是尝试使用 64 位整数。就个人而言，我认为这种方法会比其他任何方法都快，除非您只翻转几位。

我的右侧掩码中可能有一个偏移一位错误。如果有人发现它，请发表评论。脑袋空空的。 =)