优化按位运算答案

【问题标题】：optimizing bitwise operations优化按位运算
【发布时间】：2012-10-06 04:48:48
【问题描述】：

我有一个无符号整数N = abcd，其中a,b,c,d 表示从msb 到lsb 的位。我想得到以下号码

x1 = ab0cd
x2 = ab1cd

在 C 中使用按位运算最快的方法是什么？

我现在正在尝试如下

unsigned int blockid1 = N>>offset;
unsigned int key1 = (blockid<<(1+offset))|(((1<<offset)-1)&N);
unsigned int key2 = (key1)|(1<<offset);

这里的偏移量是我要插入0和1的位置。

【问题讨论】：

我猜按位运算都是常数时间运算，所以我不知道什么会传递为 fasted 位运算。如果你有什么工作，我不知道会有更快的方法来做这些事情。无论如何，这些操作在大多数情况下都会映射到 CPU 指令/
偏移量是否总是2？，位置总是在第3位？？
不！偏移量可以是 0-30 之间的任何值

【解决方案1】：

const unsigned int mask = (~0) << offset;  // same as -(2**offset)
unsigned int key1 = N + (N & mask);
unsigned int key2 = key1 - mask;

【讨论】：

【解决方案2】：

由于您的输入只有 4 位宽，这意味着总共只有 16 个输出，我建议至少测试（即实现和分析）一个查找表。

如今，由于 ALU 超快且内存慢（ish），查找通常不会更快，但始终值得测试。一个小表意味着它不会过多地污染缓存，这可能使其比一系列算术指令更快。

由于您的输出也很小，因此完整的表格可以表示为：

const static uint8_t keys[16][2];

32 字节非常小，如果您经常这样做（即在紧密循环中连续多次），表应该完全适合缓存。

【讨论】：

【解决方案3】：

您应该查看 Jasper Neumann 关于位排列的页面。它包括一个在线代码生成器。但是，对于您的特定情况，它可能非常复杂（如果我们认为 0 或 1 是 MSB，则排列一位）。

注意：我让你用谷歌搜索地址，因为它没有域名并且 SO 不允许直接 IP。

【讨论】：

我的关于位排列和其他内容的网站可以并且始终可以通过programming.sirrida.de 访问，但被重定向到具有半静态 IP 地址的私人服务器。自 2012-10-01 以来，它托管在“真实”网络空间上。贾斯珀·诺伊曼