确定变量内容的字节长度答案

【问题标题】：Determine length in bytes of content of a variable确定变量内容的字节长度
【发布时间】：2018-01-13 16:33:46
【问题描述】：

我想根据其内容自动确定字段 (addr) 的长度（uint32）。编译器是 GCC。我用这个：

uint8 len;

if(addr < 256) len = 1;
else if (addr < 65536) len = 2;
else if (addr < 16777216) len = 3;
else len = 4;

有没有更有效的方法？

这是在嵌入式设备的 SPI 函数中。我对除宏以外的最快方式感兴趣，因为addr 可以是变量。

【问题讨论】：

标签： c

【解决方案1】：

您可以使用类似于二分搜索的方法来执行此操作：首先比较 65536，然后比较 256 或 16777216，具体取决于第一次比较的结果。这样你总是在两次比较中完成，而你的代码有时需要三个：

uint8 len = (addr < 65536)
    ? ((addr < 256)      ? 1 : 2)
    : ((addr < 16777216) ? 3 : 4);

【讨论】：

不能玩弄？
相反，这段代码总是需要两次比较，而原始代码有时只需要一次。如果输入均匀分布在整个可能值范围内，您可以通过首先检查最大的来平均 1 位比较。如果输入偏向小数字，则原始数据可能会更好。这些都不重要——使用此函数的应用程序的性能不太可能受到明显影响。
@JonathanLeffler：一些 OP 的测试需要 3 个比较——在均匀分布的情况下，平均值仍然是 2 :)
同意，原始代码有时需要三个比较。但是，如果数字均匀分布在整个 32 位无符号数字范围内，则每 256 个中的 255 个将有 4 个字节的数据；其余 256 个中的 255 个将有 3 个字节的数据（65,536 个中只有 1 个不会有 3 或 4 个字节的数据）；其余的； 256 个中有 255 个将有 2 个字节的数据； 16,777,216 中只有 1 个只有 1 个字节的数据。但数字在整个范围内均匀分布的可能性微乎其微。

【解决方案2】：

gcc 有一个__builtin_ctz() 函数，可以像这样使用

if (addr == 0)
    len = 0;
else
    len = (sizeof(int) * 8 - __builtin_ctz(addr) + 7) / 8;

更新：

在 ARM 下，编译为

    cmp     r0, #0
    rbitne  r0, r0
    clzne   r0, r0
    rsbne   r0, r0, #39
    lsrne   r0, r0, #3
    bx      lr

【讨论】：

【解决方案3】：

获取最高位的位置——唯一对您的问题重要的位置（来自https://stackoverflow.com/a/14085901）。除以 8 得到字节数。

addr = 0x20424;
printf ("%d\n", (fls(addr)+7)>>3);

addr == 0 时返回0。

fls 符合 POSIX.1-2001、POSIX.1-2008、4.3BSD。如果您当前的系统不包含它，请查看上面的链接或What is the fastest/most efficient way to find the highest set bit (msb) in an integer in C? 以获取更多找到最高位集的建议。

【讨论】：