C ++：访问特定八位字节的最快方法 int答案

【问题标题】：C++: the fastest way to access specific octet of intC ++：访问特定八位字节的最快方法 int
【发布时间】：2012-03-14 17:49:00
【问题描述】：

假设我们有 32 位整数、8 位字符、gcc 编译器和 Intel 架构：

提取整数变量的第三个八位字节的最快方法是什么（不使用汇编程序）？例如，将其存储到 char[] 某个特定位置的 char 中？

【问题讨论】：

别管“最快”；你知道怎么做吗？然后这样做，让编译器对其进行优化。
使用最明显的方式，让编译器转换成更高效的方式？例如。 (some_integer>>16)&0xff.
为什么你认为你需要最快的方式来进行这样的操作？您在此操作中是否存在性能瓶颈？除了显而易见的事情之外，做其他事情还有什么意义吗？
似乎只有两种远程明智的方法：(char) (i >> 16)，正如 arc 所建议的那样，以及 ((char*)&i)[2]。（后者也可以通过union 完成。）我猜前者通常更快（没有指针运算，不需要i 有内存位置），但为什么不尝试两种方式，看看哪个在您的程序中运行得更快？
@DavidRodríguez-dribeas 联合技巧是形式上未定义的行为（尽管我从未听说过不能工作的编译器）。另一方面，它和指针转换都非常依赖于架构，并且在不同的机器上会有不同的语义。

标签： c++ optimization micro-optimization

【解决方案1】：

对于第 3 个八位字节（小端序）：

int i = 0xdeadbeef;
char c = (char) (i>>16); // c = 0xad

【讨论】：

【解决方案2】：

使用 Union：

union myCharredInt
{
    int myInt;
    struct {
        char char1;
        char char2;
        char char3;
        char char4;
    }
};

myCharredInt a = 5;

char c = a.char3;

【讨论】：

这不能保证有效，因为编译器可以在结构成员之间添加填充。
匿名结构是微软的扩展。 GCC 真的支持它吗？在 C++ 中以这种方式使用联合也是未定义的行为。
另外，int 的位不能保证按此顺序排列。（大端与小端）。真正的程序员从 0 开始计数 ;)
不保证 int 以任何顺序放置。但是字符是。第三个字符将是内存中的第三个聊天。 OP想要那个，所以我猜他知道布局。无论如何，从 0 开始计数只是为了表示从一开始的偏移量而发明的一个概念。你并没有真正用它来计算。
以这种方式使用联合不是该语言所必需或定义的，它几乎可以在我尝试过的任何编译器上工作，但我已经指出并为自己确认了它不保证能正常工作。

【解决方案3】：

将八位字节移到最不重要的八位字节并存储它

有点像这样，但这取决于你所说的第 3 个八位字节是什么意思，因为我的大部分经验都是在大端架构中

char *ptr;
....
*ptr = val >> 8;

【讨论】：

如果使用位移，字节序无关紧要。如果您将整数转换为 char 指针并直接访问字节，那么这很重要。
@AndréCaron：从提出问题的方式来看，我认为情况正好相反：如果您直接访问字节，那么“第三个八位字节”始终是第三个字节，但如果您是使用位移，那么您需要知道第三个八位字节是第二重要的（如在小端架构上）还是第三重要的（如在大端架构上）。

【解决方案4】：

当您在非常特殊的情况下寻找“最快”或“最好”的方法来做某事时，答案几乎总是：实验并找出答案。

虽然有一些经验法则可供遵循，但它们不会最终为您提供针对您的特定系统、架构、编译器等的最佳答案。

您会注意到，您的问题已经有几个不同的答案，使用不同的技术。

你怎么知道哪个最好？

答案：试一试。分析他们。

N.b.：我有点开玩笑。我怀疑你真正想知道的是如何做到这一点，而不是如何最快地做到这一点。

【讨论】：

我如何描述我什至不知道的东西？如果我什至不知道前者的存在，我将如何比较“联合技巧”与“移位和掩码”的速度？为什么我要问这个问题意味着我不是这个意思？你和其他许多人在这个话题上的反应是毫无意义的咄咄逼人和无知，这在 SO 上令人惊讶。
@izhak：这种行为是对两种现象的回应：1）太多的程序员过度关注微优化；和 2) 这么多关于 SO 优化的实际上不合理的问题。除非您描述需要这样做的特定场景（例如，“我正在编写视频编解码器并在紧密循环中每秒运行 10^6 次这些东西......”）以及到目前为止您提出的任何解决方案，那么这个问题就没有真正的答案。真正的答案取决于您的编译器和硬件，我们没有什么可作为基准的。
@izhak：有一个问题我想以链接为例，但我找不到了。
@AndréCaron：编译器和硬件与其他信息一起在问题的第一行中指定。我的问题真的很幸运地描述了对我来说似乎无关紧要的问题。我从来不知道这会成为一个问题。稍后我将使用基准测试结果更新问题。
@izhak：严格来说，问题是“做 X 的最快方法”，而不是“如何做 X”。我以为我在最后一行中明确了这种区别。如果您想知道如何操作，请参阅其他很好的答案。如果您想知道在您的特定情况下如何最好地做到这一点，请参阅我的回答。不过，我很抱歉表现得咄咄逼人。我真的觉得我在回答所提出的问题，尽管是一眨眼的油嘴滑舌。