在 PHP 中将 int 转换为二进制代码字符串的最快方法

Question

我需要整数（无符号字节）的二进制代码表示。我找到了this solution，在我的情况下是$n = 8：

    function _decBinDig($x, $n)
    {
        return substr(decbin(pow(2, $n) + $x), 1);
    }

这令人惊讶地花费了大约 74 毫秒，而我的第一次尝试 - 我认为太慢了：

    function getBinary(int $x)
    {
        return str_pad(base_convert($x, 10, 2), 8, '0', STR_PAD_LEFT);
    }

只需要大约 38 毫秒

有更快的解决方案吗？

Answer 1

对以下五个函数进行了基准测试：

// For a baseline, returns unpadded binary
function decBinPlain(int $x) {
    return decbin($x);
}

// Alas fancier than necessary:
function decBinDig(int $x) {
    return substr(decbin(pow(2, 8) + $x), 1);
}

// OP's initial test
function getBinary(int $x) {
    return str_pad(base_convert($x, 10, 2), 8, '0', STR_PAD_LEFT);
}

// OP's function using decbin()
function getDecBin(int $x) {
    return str_pad(decbin($x), 8, '0', STR_PAD_LEFT);
}

// TimBrownlaw's method
function intToBin(int $x) {
   return sprintf( "%08d", decbin($x));
}

每次迭代 500,000 次，以 10 x (50,000 @ 5) 运行，以下是统计数据：

[average] => [
    [decBinPlain] => 0.0912
    [getDecBin] => 0.1355
    [getBinary] => 0.1444
    [intToBin] => 0.1493
    [decBinDig] => 0.1687
]
[relative] => [
    [decBinPlain] => 100
    [getDecBin] => 148.57
    [getBinary] => 158.33
    [intToBin] => 163.71
    [decBinDig] => 184.98
]
[ops_per_sec] => [
    [decBinPlain] => 548355
    [getDecBin] => 369077
    [getBinary] => 346330
    [intToBin] => 334963
    [decBinDig] => 296443
]

位置一致。 OP 的函数，改为使用decbin 代替base_convert，是返回完整结果的最快函数，但幅度很小。我会选择decbin 只是因为意思很清楚。对于添加左侧填充，str_pad 没有sprintf 复杂。在 W10 和 i5-8250U 上运行 PHP 7.4.4，总运行时间 7.11 秒。

对于基线，调用空的虚拟函数平均需要 0.0542 秒。然后：如果您需要运行足够多的时间来担心每操作分钟的性能提升，将代码内联以避免函数调用会更经济。在这里，函数调用的开销大于上面最慢和最快选项之间的差异！

供日后参考。如果您要对多个选项进行基准测试，我建议您通过单个脚本调用和每个函数的多个连续循环来测试它们。这将有助于消除来自后台程序、CPU 节流（如果使用电池则达到最大功率！！）等的任何“滞后噪音”。然后，调用它几次，看看数字是否稳定。您需要进行超过 1000 次迭代才能获得可靠的数字。尝试例如10K 以上用于更复杂的功能，100K 以上用于更简单的功能。 如果你想证明它，那就烧吧！

Answer 2

您可以尝试一种“更好”的方法。

function intToBin(int $x)
{
   return sprintf( "%08d", decbin($x));
}

或者直接调用 sprintf inline。