在数组中的指定索引之前查找最近使用的索引（快速）答案

【问题标题】：Finding the nearest used index before a specified index in an array (Fast)在数组中的指定索引之前查找最近使用的索引（快速）
【发布时间】：2010-11-12 13:30:22
【问题描述】：

这个问题与Array of pairs of 3 bit elements有关
这个数组有 52 对（大约 40 个字节），我想在指定的数组之前找到第一对，它的值不同于 0（使用的对）。显而易见的解决方案是检查每一对

这张图片可以更好地解释这种情况：

使用了第 0、1 和 51 对。
我想在 51 之前找到第一个使用的对（这里是 1）。

我尝试了类似的技巧

if(*((int *)&array[arrayPos]) == 0) {
    arrayPos -= sizeof(int);
    pairPos -= ???
}

这里的问题是，从pairPos中减去并不是那么简单，因为6位/对，所以我以一个基于pairPos之间的一些关系的查找表结束> 和 arrayPos，所有这一切都使解决方案的性能变得微不足道。

有什么方法可以让这个查找更快？另一个问题是只有 1 个未使用的字节......也许我可以为另外 4 个腾出空间。如果至少有 7 个，我可以使用数组的位图，跳过未使用的对会更快。

【问题讨论】：

数据的格式一定要这样吗。有时您可以通过更改数据的布局来提高算法的效率。

标签： c++ optimization memory performance

【解决方案1】：

我找到的最佳解决方案是：
1. 将项目设为 1 个字节（而不是以前的 6 位）-感谢 Skizz
2. 使用位图查看左边最近的项目。这比使用 djna 描述的技术返回要快得多。

速度提升令人印象深刻：
在一个测试用例中，从 13 秒到现在 6.5 秒
在另一个，从 7.4s 到 3.6s
性能翻了一番 :D

再次感谢您的回答！

【讨论】：

【解决方案2】：

分组处理 6 位值。

您可以在 32 位字中使用 5 个值的组，这会浪费 2 位或大约 7% 的空间。如果一个单词中的所有值都为 0，那么该单词为零，因此可以快速找到一个非空单词，然后检查该单词中的 5 个值。

如果您不能忍受一点浪费的空间，请使用 96 位组，其中 96 是 6 和 32 的最小公倍数。即将 16 个 6 位的值打包成三个 32 位字。

【讨论】：

现在我买得起了，我弥补了一些空间。但我首先尝试使用位图的方法。

【解决方案3】：

你能说一下代表空对的相邻字节值吗？

我想建议查看字节而不是位。

任何给定的字节如果要成为一对空的 6 位字符的左手贡献者，则必须适合特定的位掩码，其值取决于他的位置。 ?? ?? 00 00 或 ?? 00 00 00 或其他。您可以依次将每个字节视为最左边的字节。可以使用一个简单的查找表来查找要使用的掩码。

因此我们实际上不必在考虑它们之前提取 6 位字符。

我们可以做得更好吗，丢弃了一个字节作为候选，我们现在可以跳过左边的那个吗？

在我们的掩码为 00 00 00 00 的情况下，如果失败，那么我们左边的邻居，如果第一个位被设置，是的。

这真的会让事情变得更快吗？

【讨论】：

我无法使对 1 字节，没有足够的空间 :( 我尝试了这种方法，但它并没有更快，因为我需要保持数组中的位置和同步对。有时当我返回数组中的 4 个字节时，该对返回 3 个位置，有时返回 4 个位置。这取决于数组位置中的对之间的某些关系：(
这不是我的建议。我将编辑建议以进一步解释。
我现在明白了 :) 但我设法腾出一些空间，现在可以放置数组的位图。可能我会使用 bsr/bsl 来找到第一个使用的对。如果这不能加快速度，我会试试你说的。

【解决方案4】：

有用于搜索位数组的处理器特定指令。这些可以作为编译器内在函数提供。许多 Linux 文件系统广泛使用这些。

__builtin_ffs() 是 GCC 中的一个。

ffsll() 可能是 POSIX，虽然我直到现在才听说过。

【讨论】：

如果我有足够的空间来制作数组的位图（1 表示使用对），这将很有用。但是为此至少需要 7 个字节（52/8），这太多了:(