快速位连接反转参数之一

Question

我需要将两个变量合并为一个，如下例所示：

x = 0b110101
y = 0b10011

merged(x,y) -> 0b11010111001
merged(y,x) -> 0b10011101011

因此，y 被反转并连接到 x，没有不必要的零（结果的最后一位始终为 1）

换句话说：merged(abcdefg, hijklm) 导致abcdefgmlkjih 其中a 和h 是1

在 C 中最有效的方法是什么

编辑：最有效 = 最快，sizeof(x) = sizeof(y) = 1，CHAR_BIT= 8

EDIT2：由于问题已被搁置，我将在此处发布摘要： 更多限制和更多细节：

目标语言：支持 64 位操作的 C

对于这个确切的问题，最快的方法是 cmets 中建议的 256 元素查找表，它返回高位索引 N 和第二个参数的反转值，所以我们可以将第一个参数向左移动 @987654340 @ 并按位执行 or 与第二个参数的相反值。

如果有人需要为大于 8 位的参数提供良好的性能（查找表不是一个选项），他们可以：

1. 使用 de Bruijn 算法查找高位索引。 32 位示例：

   uint32_t msbDeBruijn32( uint32_t v )
   {
       static const int MultiplyDeBruijnBitPosition[32] =
       {
           0, 9, 1, 10, 13, 21, 2, 29, 11, 14, 16, 18, 22, 25, 3, 30,
           8, 12, 20, 28, 15, 17, 24, 7, 19, 27, 23, 6, 26, 5, 4, 31
       };
   
       v |= v >> 1; // first round down to one less than a power of 2
       v |= v >> 2;
       v |= v >> 4;
       v |= v >> 8;
       v |= v >> 16;
   
       return MultiplyDeBruijnBitPosition[( uint32_t )( v * 0x07C4ACDDU ) >> 27];
   }
   

取自这个问题： Find most significant bit (left-most) that is set in a bit array

1. 使用此位旋转技巧来反转第二个参数的字节位（一个接一个）

   unsigned char b; // reverse this (8-bit) byte    
   b = (b * 0x0202020202ULL & 0x010884422010ULL) % 1023;  
   

取自这里：http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#BitReverseObvious

所以，这个问题现在可以关闭/删除了

Answer 1

解决方案

这应该可以在 C++ 和 C 中解决问题：

unsigned int merged(unsigned char a, unsigned char b) {
    unsigned int r = a; 
    for (; b; b>>=1) 
        r = (r<<1)|(b&1);
    return r;
}

我认为没有更有效的方法可以做到这一点。这里是online demo。

它是如何工作的？

这通过从第一个参数开始构建结果来工作：

 r is 0b110101; 

然后是left-shifts r，也就是使用您的术语，例如在 r 的最低端连接一个 0：

 0b110101 << 1 is  0b1101010; 

同时我们使用bitwise and 得到b 的最低位，然后使用bitwise or 将r 的最低位设置为相同的值：

 0b10011 & 1 is 0b00001
 so (0b110101 << 1)|(0b10011 & 1) is 0b1101011;

然后我们将 b 右移，以同样的方式处理下一个最低位：

 0b10011 >> 1 is 0b1001; 

只要 b 中还有一些位设置。

重要提示

您必须小心使用的类型以避免溢出的风险。因此，对于 2 unsigned char 作为输入，您可以使用 unsigned int 作为输出。

请注意，如果左移可能导致符号位发生变化，则使用有符号整数会有风险。这就是unsigned 在这里很重要的原因。