最快的方法来设置和获得一点

Posted 2023-03-31

【中文标题】最快的方法来设置和获得一点

【英文标题】：Fastest ways to set and get a bit

【发布时间】：2011-05-21 19:38:02

【问题描述】：

我只是在尝试开发超快速函数来设置和获取 uint32 数组中的位。例如，您可以说“将位 1035 设置为 1”。然后，以 1035 / 32 为索引的 uint32 与位位置 1035 % 32 一起使用。我特别不喜欢 setbit 函数中的分支。

这是我的方法：

void SetBit(uint32* data, const uint32 bitpos, const bool newval)

   if (newval)
   
      //Set On
      data[bitpos >> 5u] |= (1u << (31u - (bitpos & 31u)));
      return;
   
   else
   
      //Set Off
      data[bitpos >> 5u] &= ~(1u << (31u - (bitpos & 31u)));
      return;
   

和

bool GetBit(const uint32* data, const uint32 bitpos)

   return (data[bitpos >> 5u] >> (31u - (bitpos & 31u))) & 1u;

谢谢！

【问题讨论】：

什么架构？什么语言？编译器现在输出什么？您可能会发现它已经相当快了。

它是 x86（32 位）。确实，它已经相当快了，但我认为——尤其是在 setbit 函数中，我仍然可以更快......

您的 SetBit 看起来确实是一个 FlipBit，因为您可能只使用 xor（通常是 ~= 运算符）。

它不是 FlipBit，因为您可以将位设置为独立于先前状态的固定定义状态。

【参考方案1】：

首先，我会从所有表达式中删除31u - ...：它所做的只是对位集的私有表示中的位重新排序，因此您可以在没有任何人注意的情况下翻转此顺序。

其次，您可以使用clever bit hack 摆脱分支：

void SetBit(uint32* data, const uint32 bitpos, const bool f)

    uint32 &w = data[bitpos >> 5u];
    uint32 m = 1u << (bitpos & 31u);
    w = (w & ~m) | (-f & m);

第三，您可以通过让编译器进行转换来简化您的 getter：

bool GetBit(const uint32* data, const uint32 bitpos)

    return data[bitpos >> 5u] & (1u << (bitpos & 31u));