C# 中的 Bitvector32 和 Bitarray答案

【问题标题】：Bitvector32 and Bitarray in C#C# 中的 Bitvector32 和 Bitarray
【发布时间】：2012-05-30 16:51:45
【问题描述】：

我想知道 Bitvector32 是否有在 O(1) 时间内运行的位运算符。我目前正在使用大尺寸的 BitArray，并使用在 O(bitarray 的大小)中运行的 Bitwise And、Or 和 Not。

我在互联网上搜索了这个，但找不到答案。希望这里的人能帮忙！

【问题讨论】：

【解决方案1】：

将 BitVector32 转换为 int 是一个 O(1) 操作。 (reference)
将 int 转换为 BitVector32 是一个 O(1) 操作。 (reference)
对 int 执行按位运算是 O(1) 运算。

因此，

var vectorAnd = new BitVector32(vector1.Data & vector2.Data);
var vectorOr = new BitVector32(vector1.Data | vector2.Data);
var vectorNot = new BitVector32(~vector1.Data);

都是 O(1) 操作。

【讨论】：

但是由于尺寸的扩展，我开始使用 BitArray....有什么办法可以使用具有更多位数的 Bitvector32。任何结构实现，或更高长度的位向量，在按位运算中仍为 O(1)
@Dynamite：我认为您所要求的（对 O(1) 中的 unbounded 位数执行按位运算）是不可能的。请注意，O(1) 或 O(n) 并没有说明性能，只是说明了复杂性。所以，如果 BitArray 真的是您的应用程序的瓶颈，我真的会敦促您测量（如果是，在 uint64 上使用本机操作可能是最快的方法去）。

【解决方案2】：

鉴于 BitVector32 始终是 32 位，因此没有可说的大小变化 - 那么如何根据数据大小来表示任何操作？

就我个人而言，我从来没有发现BitVector32 是一种非常令人愉快的类型——我通常会坚持使用UInt32 来表示32 位，并使用普通的&、| 等运算符。

如果您正在考虑用一堆 BitVector32 值替换您的 BitArray，那最终仍然会使每个操作 O(n)。基本上很难避免这种情况，除非您实际存储原始值和操作，推迟操作的实际应用 - 这将更加更加复杂，并且只有在您只访问时才能使事情变得更好结果的一小部分。

【讨论】：

但是由于尺寸的扩展，我开始使用 BitArray....有什么办法可以使用具有更多位数的 Bitvector32。任何结构实现，或更高长度的位向量，在按位运算中仍为 O(1)。
@Dynamite：不。对于任意大小来说，这是不合逻辑的。您可以轻松实现更大但固定大小的位向量，例如BitVector64，BitVector128 具有恒定时间操作，但你不能让它任意扩展并且仍然具有恒定时间 - 除非推迟计算，正如我所说，只有在你实际上不使用大部分结果时才会有所帮助。哎呀，只是复制位不会是一个恒定时间的操作。
如何创建更大尺寸的位向量..say Bitvector128
BitVector32 太笨拙了，真可惜。此外，无论我如何尝试使用它，它总是比手动摆弄 UInt32 慢。
BitVector32 简直太慢了，就像上面说的，使用 uint 并自己做。一个简单的基准测试显示 uint = 1715ms，BitVector32 = 4447ms，它将执行 1.000.000 次读取和写入。这是一个很大的不同。