将“无符号字符”数组转换为“无符号短”数组的有效方法是啥？

Posted 2023-02-16

【中文标题】将“无符号字符”数组转换为“无符号短”数组的有效方法是啥？

【英文标题】：What's an efficient way to convert "unsigned char" array to its "unsigned short" counterpart?将“无符号字符”数组转换为“无符号短”数组的有效方法是什么？

【发布时间】：2011-06-13 08:32:31

【问题描述】：

将“无符号字符”数组转换为“无符号短”数组的有效方法是什么？我通常使用下面的代码sn -p来做。

#define CH_LINE_PIXELS       2291
#define SCANLINE_SIZE        57301
#define CH1_INDEX            2297
#define CH2_INDEX            4592
#define CH3_INDEX            6887
#define CH4_INDEX            9182

unsigned char* pUChar = new unsigned char[SCANLINE_SIZE];

unsigned short *pUS1, *pUS2, *pUS3, *pUS4;
pUS1 = reinterpret_cast<unsigned short *>(&pUChar[CH1_INDEX]);
pUS2 = reinterpret_cast<unsigned short *>(&pUChar[CH2_INDEX]);
pUS3 = reinterpret_cast<unsigned short *>(&pUChar[CH3_INDEX]);
pUS4 = reinterpret_cast<unsigned short *>(&pUChar[CH4_INDEX]);

unsigned short us1, us2;

for (unsigned int i = 0; i < CH_LINE_PIXELS; i++) 
   
    us1 = pUChar[CH1_INDEX + 2 * i];
    us2 = pUChar[CH1_INDEX + 2 * x + 1];
    pUS1[x] = us1 * 0x100 + us2;

    us1 = pUChar[CH2_INDEX + 2 * i];
    us2 = pUChar[CH2_INDEX + 2 * i + 1];
    pUS2[x] = us1 * 0x100 + us2;

    us1 = pUChar[CH3_INDEX + 2 * i];
    us2 = pUChar[CH3_INDEX + 2 * i + 1];
    pUS3[x] = us1 * 0x100 + us2;

    us1 = pUChar[CH4_INDEX + 2 * i];
    us2 = pUChar[CH4_INDEX + 2 * i + 1];
    pUS4[x] = us1 * 0x100 + us2;

【问题讨论】：

我看到您忘记阅读标题为“如何格式化”的巨大侧边栏。请注意，它没有说明使用 html 标记...

具体来说，它说*只需选择所有代码并按下 按钮。请在以后这样做。

请注意，以这种方式使用reinterpret_cast 是依赖于实现：也就是说，您不能期望您的代码在不同的编译器/平台上编译时的行为方式相同。

亲爱的jalf 感谢您对代码格式的好意提醒，我以后会这样做。

亲爱的ereOn，您对删除编译器/平台依赖的“cast”操作有何建议？

【参考方案1】：

首先你应该做的：

us1 << 8 + us2而不是乘以0x100，因为你想移动高位的前8位，移位比乘法快。

例如你有us1 = aaaaaaaa（8位）和us2 = bbbbbbbb（另外8位）。将这些字符扩展到短裤将只是在左侧用 8 个零填充它们。

那么上面的公式会给你：

00000000aaaaaaaa
<< 8
aaaaaaaa00000000
+ 00000000bbbbbbbb
aaaaaaaabbbbbbbb

另一方面，您应该为您的结果分配一个新的短裤数组。

【讨论】：

“移位比乘法快” - 如果你的编译器很垃圾。

亲爱的史蒂夫，在这种情况下，我会听取你的建议。谢谢。

亲爱的 Matyas，感谢您的回答。使用移位而不是乘法，不要让短指针直接指向 char 数组，而是使用单独的短数组。您的建议与 littleadv 的建议几乎相同。英雄所见略同！我会接受你的建议。谢谢大家。

【参考方案2】：

在字节边界上寻址short 可能（也可能不会）导致对齐问题，具体取决于平台。

另外，乘法是很无效的，为什么不用移位来代替呢？ （一些编译器可能会优化 x * 0x100，但如果他们不这样做 - 当你想要的只是 x << 8... 时，这会对性能造成巨大影响......）

另外，如上所述，reinterpret_cast 可能无法按您的预期工作。

我建议，因为无论如何你都要做分配，将值从char 的数组复制到short 的单独数组中。它会消耗一些内存，但会为您节省很多意外崩溃和其他问题的麻烦。

【讨论】：

亲爱的 littleadv，感谢您的回答。为避免边界对齐问题，使用vector 和vector 代替unsigned char* 和unsigned short* 数组是否更好、更安全？

"如果他们不这样做" - 那么他们通常不会产生高效的代码，所以如果你关心性能，你需要打开优化，或者获得更好的编译器。

为什么投反对票？我是不是写错了什么？ @Steve - 你的评论：我只是在陈述一个事实。有时程序员可能无法更改编译器。

我不认为“乘法非常无效”或“某些编译器可能会优化”是对这种情况的非常准确的描述，所以我认为这些不是事实。有可能有一天您会发现自己手动优化乘法以转换 C++ 代码，并看到显着的改进，但这不是常态。我也不认为值得投反对票——对我来说，移位表示这种比特旋转操作以及或比乘法更好。所以我会使用它，只是不是因为你给出的原因。

@Steve - 当你换档时 - 使用换档。除了乘法开销（我不同意你，分别在解雇），这仅仅是代码可读性和减少错误可能性的事情（想象写x * 100而不是x * 0x100，稍后再找）。