查找最左|最右位集的索引的高效按位运算答案

【问题标题】：Efficient bitwise operation to find the index of the left|right most bit set查找最左|最右位集的索引的高效按位运算
【发布时间】：2013-01-21 10:23:27
【问题描述】：

在C++ 中，我可以使用编译器特定的内部函数来查找最左|最右位集，如thread 所示。

C# 有类似的吗？或者我需要遍历所有位来实现这一点？

【问题讨论】：

_BitScanForward in C#?的可能重复
Number of unset bit left of most significant set bit?的可能重复

标签： c# bit-manipulation performance

【解决方案1】：

给你。 Implementations adapted from here.

// Implementation of Least|Most SigBitSet from http://aggregate.org/MAGIC/

using System;

namespace Demo
{
    internal class Program
    {
        private static void Main()
        {
            int value = 0x0ff0; // 0000111111110000

            Console.WriteLine(LeastSigBitSet(value).ToString("x")); // 0x0010
            Console.WriteLine(MostSigBitSet(value).ToString("x"));  // 0x0800
        }

        public static int LeastSigBitSet(int value)
        {
            return (value & -value);
        }

        public static int MostSigBitSet(int value)
        {
            value |= (value >> 1);
            value |= (value >> 2);
            value |= (value >> 4);
            value |= (value >> 8);
            value |= (value >> 16);

            return (value & ~(value >> 1));
        }
    }
}

还有 unsigned int 版本（可能是你想要的）：

using System;

namespace Demo
{
    internal class Program
    {
        private static void Main()
        {
            uint value = 0x00ffff00; // 00000000111111111111111100000000

            Console.WriteLine(LeastSigBitSet(value).ToString("x")); // 0x0000100
            Console.WriteLine(MostSigBitSet(value).ToString("x"));  // 0x0800000
        }

        public static uint LeastSigBitSet(uint value)
        {
            return (value & 0u-value);
        }

        public static uint MostSigBitSet(uint value)
        {
            value |= (value >> 1);
            value |= (value >> 2);
            value |= (value >> 4);
            value |= (value >> 8);
            value |= (value >> 16);

            return (value & ~(value >> 1));
        }
    }
}

【讨论】：

有趣。在 uint 的情况下，LeastSigBitSet 方法中，您对两个 long（Int64，有符号的 64 位整数）进行按位“与”，然后缩小为 uint (UInt32)。但你也可以说return value & 0u - value;，然后一切都将是 32 位的。但是，它要求溢出检查上下文为unchecked（通常是这样）。
好点。我们也可以把它改成“return (uint)((int)value & -(int)value);”，这样也避免了转换成64位。不过我更喜欢你的短版——我会更新我的答案。
我可能在这里遗漏了一些东西 - 但 (value&(~value+1)) 有什么问题？对于111111110000，它将显示16
@RoyiNamir 这是为LeastSigBitSet() 我假设的。好吧，(value&(~value+1)) 使用 AND、NOT 和 ADD。我的(value & 0u-value) 只使用 AND 和 SUBTRACT。因此效率更高。
@MatthewWatson 是的。少操作我同意。但关于你的代码 - 你为什么不做 value & -value ？但是(value & 0u-value)

【解决方案2】：

对于 ffs 之类的东西，无法访问特定于编译器的“内置”指令。您必须使用位掩码和移位操作等常规代码实现。但是，这并不一定意味着您需要遍历所有位：其中许多方法都有一些可怕的“常规”实现，疯狂地“添加一些不明显的奇异常量”，旨在删除大部分分支和迭代，这在 C# 中会非常好。如果您移植其中一个，要记住的主要事情是知道它是使用“有符号”还是“无符号”右移；如果它使用“签名”，请使用int（等）；如果是“未签名”，请使用uint（等）。

【讨论】：

谢谢..你个人知道（或有参考）任何“这些方法的可怕聪明的“常规”实现”来建议我吗？
+1 Sensibile 答案，它具有对ffs 的合法使用，并不意味着通常... :-D

【解决方案3】：

这里有很多人有复杂的解决方案......他说“高效”，所以如果他们能帮你解决问题，我会选择这些。

lsb=i&-i;
msb=(int)(((double)i >> 20) - 1023);

【讨论】：