Каков наилучший алгоритм для достижения следующего:
0010 0000 => 0000 0100
Преобразование происходит из MSB- > LSB в LSB- > MSB. Все биты должны быть отменены; т.е. это не подстановка под индексы.
Эффективный алгоритм обращения битов (от MSB-> LSB до LSB-> MSB) в C
Ответ 1
ПРИМЕЧАНИЕ. Все приведенные ниже алгоритмы написаны на языке C, но должны быть совместимы с выбранным вами языком (только не смотрите на меня, когда они не такие быстрые :)
Опции
Недостаточно памяти (32-битный int, 32-битный компьютер) (отсюда):
unsigned int
reverse(register unsigned int x)
{
x = (((x & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((x & 0x55555555) << 1));
x = (((x & 0xcccccccc) >> 2) | ((x & 0x33333333) << 2));
x = (((x & 0xf0f0f0f0) >> 4) | ((x & 0x0f0f0f0f) << 4));
x = (((x & 0xff00ff00) >> 8) | ((x & 0x00ff00ff) << 8));
return((x >> 16) | (x << 16));
}
Со знаменитой страницы Bit Twiddling Hacks:
Самый быстрый (справочная таблица):
static const unsigned char BitReverseTable256[] =
{
0x00, 0x80, 0x40, 0xC0, 0x20, 0xA0, 0x60, 0xE0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xD0, 0x30, 0xB0, 0x70, 0xF0,
0x08, 0x88, 0x48, 0xC8, 0x28, 0xA8, 0x68, 0xE8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xD8, 0x38, 0xB8, 0x78, 0xF8,
0x04, 0x84, 0x44, 0xC4, 0x24, 0xA4, 0x64, 0xE4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xD4, 0x34, 0xB4, 0x74, 0xF4,
0x0C, 0x8C, 0x4C, 0xCC, 0x2C, 0xAC, 0x6C, 0xEC, 0x1C, 0x9C, 0x5C, 0xDC, 0x3C, 0xBC, 0x7C, 0xFC,
0x02, 0x82, 0x42, 0xC2, 0x22, 0xA2, 0x62, 0xE2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xD2, 0x32, 0xB2, 0x72, 0xF2,
0x0A, 0x8A, 0x4A, 0xCA, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0xEA, 0x1A, 0x9A, 0x5A, 0xDA, 0x3A, 0xBA, 0x7A, 0xFA,
0x06, 0x86, 0x46, 0xC6, 0x26, 0xA6, 0x66, 0xE6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xD6, 0x36, 0xB6, 0x76, 0xF6,
0x0E, 0x8E, 0x4E, 0xCE, 0x2E, 0xAE, 0x6E, 0xEE, 0x1E, 0x9E, 0x5E, 0xDE, 0x3E, 0xBE, 0x7E, 0xFE,
0x01, 0x81, 0x41, 0xC1, 0x21, 0xA1, 0x61, 0xE1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xD1, 0x31, 0xB1, 0x71, 0xF1,
0x09, 0x89, 0x49, 0xC9, 0x29, 0xA9, 0x69, 0xE9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xD9, 0x39, 0xB9, 0x79, 0xF9,
0x05, 0x85, 0x45, 0xC5, 0x25, 0xA5, 0x65, 0xE5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xD5, 0x35, 0xB5, 0x75, 0xF5,
0x0D, 0x8D, 0x4D, 0xCD, 0x2D, 0xAD, 0x6D, 0xED, 0x1D, 0x9D, 0x5D, 0xDD, 0x3D, 0xBD, 0x7D, 0xFD,
0x03, 0x83, 0x43, 0xC3, 0x23, 0xA3, 0x63, 0xE3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xD3, 0x33, 0xB3, 0x73, 0xF3,
0x0B, 0x8B, 0x4B, 0xCB, 0x2B, 0xAB, 0x6B, 0xEB, 0x1B, 0x9B, 0x5B, 0xDB, 0x3B, 0xBB, 0x7B, 0xFB,
0x07, 0x87, 0x47, 0xC7, 0x27, 0xA7, 0x67, 0xE7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xD7, 0x37, 0xB7, 0x77, 0xF7,
0x0F, 0x8F, 0x4F, 0xCF, 0x2F, 0xAF, 0x6F, 0xEF, 0x1F, 0x9F, 0x5F, 0xDF, 0x3F, 0xBF, 0x7F, 0xFF
};
unsigned int v; // reverse 32-bit value, 8 bits at time
unsigned int c; // c will get v reversed
// Option 1:
c = (BitReverseTable256[v & 0xff] << 24) |
(BitReverseTable256[(v >> 8) & 0xff] << 16) |
(BitReverseTable256[(v >> 16) & 0xff] << 8) |
(BitReverseTable256[(v >> 24) & 0xff]);
// Option 2:
unsigned char * p = (unsigned char *) &v;
unsigned char * q = (unsigned char *) &c;
q[3] = BitReverseTable256[p[0]];
q[2] = BitReverseTable256[p[1]];
q[1] = BitReverseTable256[p[2]];
q[0] = BitReverseTable256[p[3]];
Вы можете расширить эту идею до 64-битных int чисел или обменять память на скорость (при условии, что ваш кэш данных L1 достаточно велик) и инвертировать 16 бит за раз с помощью таблицы поиска с 64Кб.
другие
просто
unsigned int v; // input bits to be reversed
unsigned int r = v & 1; // r will be reversed bits of v; first get LSB of v
int s = sizeof(v) * CHAR_BIT - 1; // extra shift needed at end
for (v >>= 1; v; v >>= 1)
{
r <<= 1;
r |= v & 1;
s--;
}
r <<= s; // shift when v highest bits are zero
Быстрее (32-битный процессор)
unsigned char b = x;
b = ((b * 0x0802LU & 0x22110LU) | (b * 0x8020LU & 0x88440LU)) * 0x10101LU >> 16;
Быстрее (64-битный процессор)
unsigned char b; // reverse this (8-bit) byte
b = (b * 0x0202020202ULL & 0x010884422010ULL) % 1023;
Если вы хотите сделать это для 32-битного типа int, просто поменяйте местами биты в каждом байте и измените порядок байтов. То есть:
unsigned int toReverse;
unsigned int reversed;
unsigned char inByte0 = (toReverse & 0xFF);
unsigned char inByte1 = (toReverse & 0xFF00) >> 8;
unsigned char inByte2 = (toReverse & 0xFF0000) >> 16;
unsigned char inByte3 = (toReverse & 0xFF000000) >> 24;
reversed = (reverseBits(inByte0) << 24) | (reverseBits(inByte1) << 16) | (reverseBits(inByte2) << 8) | (reverseBits(inByte3);
Результаты
Я проверил два наиболее многообещающих решения: таблицу поиска и побитовое И (первое). Тестовый компьютер представляет собой ноутбук с 4 ГБ памяти DDR2-800 и Core 2 Duo T7500 с частотой 2,4 ГГц, 4 МБ кэш-памяти второго уровня; YMMV. Я использовал gcc 4.3.2 на 64-битном Linux. OpenMP (и привязки GCC) использовались для таймеров с высоким разрешением.
reverse.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <omp.h>
unsigned int
reverse(register unsigned int x)
{
x = (((x & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((x & 0x55555555) << 1));
x = (((x & 0xcccccccc) >> 2) | ((x & 0x33333333) << 2));
x = (((x & 0xf0f0f0f0) >> 4) | ((x & 0x0f0f0f0f) << 4));
x = (((x & 0xff00ff00) >> 8) | ((x & 0x00ff00ff) << 8));
return((x >> 16) | (x << 16));
}
int main()
{
unsigned int *ints = malloc(100000000*sizeof(unsigned int));
unsigned int *ints2 = malloc(100000000*sizeof(unsigned int));
for(unsigned int i = 0; i < 100000000; i++)
ints[i] = rand();
unsigned int *inptr = ints;
unsigned int *outptr = ints2;
unsigned int *endptr = ints + 100000000;
// Starting the time measurement
double start = omp_get_wtime();
// Computations to be measured
while(inptr != endptr)
{
(*outptr) = reverse(*inptr);
inptr++;
outptr++;
}
// Measuring the elapsed time
double end = omp_get_wtime();
// Time calculation (in seconds)
printf("Time: %f seconds\n", end-start);
free(ints);
free(ints2);
return 0;
}
reverse_lookup.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <omp.h>
static const unsigned char BitReverseTable256[] =
{
0x00, 0x80, 0x40, 0xC0, 0x20, 0xA0, 0x60, 0xE0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xD0, 0x30, 0xB0, 0x70, 0xF0,
0x08, 0x88, 0x48, 0xC8, 0x28, 0xA8, 0x68, 0xE8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xD8, 0x38, 0xB8, 0x78, 0xF8,
0x04, 0x84, 0x44, 0xC4, 0x24, 0xA4, 0x64, 0xE4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xD4, 0x34, 0xB4, 0x74, 0xF4,
0x0C, 0x8C, 0x4C, 0xCC, 0x2C, 0xAC, 0x6C, 0xEC, 0x1C, 0x9C, 0x5C, 0xDC, 0x3C, 0xBC, 0x7C, 0xFC,
0x02, 0x82, 0x42, 0xC2, 0x22, 0xA2, 0x62, 0xE2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xD2, 0x32, 0xB2, 0x72, 0xF2,
0x0A, 0x8A, 0x4A, 0xCA, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0xEA, 0x1A, 0x9A, 0x5A, 0xDA, 0x3A, 0xBA, 0x7A, 0xFA,
0x06, 0x86, 0x46, 0xC6, 0x26, 0xA6, 0x66, 0xE6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xD6, 0x36, 0xB6, 0x76, 0xF6,
0x0E, 0x8E, 0x4E, 0xCE, 0x2E, 0xAE, 0x6E, 0xEE, 0x1E, 0x9E, 0x5E, 0xDE, 0x3E, 0xBE, 0x7E, 0xFE,
0x01, 0x81, 0x41, 0xC1, 0x21, 0xA1, 0x61, 0xE1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xD1, 0x31, 0xB1, 0x71, 0xF1,
0x09, 0x89, 0x49, 0xC9, 0x29, 0xA9, 0x69, 0xE9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xD9, 0x39, 0xB9, 0x79, 0xF9,
0x05, 0x85, 0x45, 0xC5, 0x25, 0xA5, 0x65, 0xE5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xD5, 0x35, 0xB5, 0x75, 0xF5,
0x0D, 0x8D, 0x4D, 0xCD, 0x2D, 0xAD, 0x6D, 0xED, 0x1D, 0x9D, 0x5D, 0xDD, 0x3D, 0xBD, 0x7D, 0xFD,
0x03, 0x83, 0x43, 0xC3, 0x23, 0xA3, 0x63, 0xE3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xD3, 0x33, 0xB3, 0x73, 0xF3,
0x0B, 0x8B, 0x4B, 0xCB, 0x2B, 0xAB, 0x6B, 0xEB, 0x1B, 0x9B, 0x5B, 0xDB, 0x3B, 0xBB, 0x7B, 0xFB,
0x07, 0x87, 0x47, 0xC7, 0x27, 0xA7, 0x67, 0xE7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xD7, 0x37, 0xB7, 0x77, 0xF7,
0x0F, 0x8F, 0x4F, 0xCF, 0x2F, 0xAF, 0x6F, 0xEF, 0x1F, 0x9F, 0x5F, 0xDF, 0x3F, 0xBF, 0x7F, 0xFF
};
int main()
{
unsigned int *ints = malloc(100000000*sizeof(unsigned int));
unsigned int *ints2 = malloc(100000000*sizeof(unsigned int));
for(unsigned int i = 0; i < 100000000; i++)
ints[i] = rand();
unsigned int *inptr = ints;
unsigned int *outptr = ints2;
unsigned int *endptr = ints + 100000000;
// Starting the time measurement
double start = omp_get_wtime();
// Computations to be measured
while(inptr != endptr)
{
unsigned int in = *inptr;
// Option 1:
//*outptr = (BitReverseTable256[in & 0xff] << 24) |
// (BitReverseTable256[(in >> 8) & 0xff] << 16) |
// (BitReverseTable256[(in >> 16) & 0xff] << 8) |
// (BitReverseTable256[(in >> 24) & 0xff]);
// Option 2:
unsigned char * p = (unsigned char *) &(*inptr);
unsigned char * q = (unsigned char *) &(*outptr);
q[3] = BitReverseTable256[p[0]];
q[2] = BitReverseTable256[p[1]];
q[1] = BitReverseTable256[p[2]];
q[0] = BitReverseTable256[p[3]];
inptr++;
outptr++;
}
// Measuring the elapsed time
double end = omp_get_wtime();
// Time calculation (in seconds)
printf("Time: %f seconds\n", end-start);
free(ints);
free(ints2);
return 0;
}
Я испробовал оба подхода с несколькими различными оптимизациями, провел 3 испытания на каждом уровне, и каждое испытание отменило 100 миллионов случайных unsigned ints. Для варианта таблицы поиска я попробовал обе схемы (варианты 1 и 2), приведенные на странице побитовых хаков. Результаты показаны ниже.
Побитовое И
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -o reverse reverse.c
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 2.000593 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 1.938893 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 1.936365 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O2 -o reverse reverse.c
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.942709 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.991104 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.947203 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O3 -o reverse reverse.c
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.922639 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.892372 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse
Time: 0.891688 seconds
Таблица поиска (вариант 1)
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.201127 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.196129 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.235972 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O2 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.633042 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.655880 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.633390 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O3 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.652322 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.631739 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 0.652431 seconds
Таблица поиска (вариант 2)
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.671537 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.688173 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.664662 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O2 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.049851 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.048403 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.085086 seconds
[email protected]:~/code$ gcc -fopenmp -std=c99 -O3 -o reverse_lookup reverse_lookup.c
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.082223 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.053431 seconds
[email protected]:~/code$ ./reverse_lookup
Time: 1.081224 seconds
Заключение
Используйте таблицу поиска с опцией 1 (не удивительно медленная адресация байтов), если вы беспокоитесь о производительности. Если вам нужно выжать из системы каждый последний байт памяти (и, возможно, если вам небезразлична производительность обращения битов), оптимизированные версии подхода побитового И не слишком потрепанные.
Предостережение
Да, я знаю, что тестовый код - полный взлом. Предложения о том, как его улучшить, приветствуются. Что я знаю о:
- У меня нет доступа к ICC. Это может быть быстрее (пожалуйста, ответьте в комментарии, если вы можете проверить это).
- Таблица поиска 64K может хорошо работать на некоторых современных микроархитектурах с большим L1D.
- -mtune = native не работал для -O2 / -O3 (
ldвзорвался с какой-то сумасшедшей ошибкой переопределения символа), поэтому я не верю, что сгенерированный код настроен для моей микроархитектуры. - Может быть способ сделать это немного быстрее с SSE. Я понятия не имею, как, но с быстрой репликацией, упакованным побитовым AND и быстрыми инструкциями, должно быть что-то там.
- Я знаю только достаточно сборки x86, чтобы быть опасной; здесь код GCC, сгенерированный на -O3 для варианта 1, так что кто-нибудь, обладающий большими знаниями, может проверить это:
32-битный
.L3:
movl (%r12,%rsi), %ecx
movzbl %cl, %eax
movzbl BitReverseTable256(%rax), %edx
movl %ecx, %eax
shrl $24, %eax
mov %eax, %eax
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
sall $24, %edx
orl %eax, %edx
movzbl %ch, %eax
shrl $16, %ecx
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
movzbl %cl, %ecx
sall $16, %eax
orl %eax, %edx
movzbl BitReverseTable256(%rcx), %eax
sall $8, %eax
orl %eax, %edx
movl %edx, (%r13,%rsi)
addq $4, %rsi
cmpq $400000000, %rsi
jne .L3
РЕДАКТИРОВАТЬ: я также попытался использовать типы uint64_t на моей машине, чтобы увидеть, есть ли какое-либо повышение производительности. Производительность была примерно на 10% выше, чем у 32-битных, и была почти одинаковой, независимо от того, использовали ли вы только 64-битные типы для инвертирования битов в двух 32-битных типах int за один раз, или же вы действительно инвертировали биты вдвое меньше, чем 64 -битные значения. Код ассемблера показан ниже (для первого случая биты обращения для двух 32-битных типов int одновременно):
.L3:
movq (%r12,%rsi), %rdx
movq %rdx, %rax
shrq $24, %rax
andl $255, %eax
movzbl BitReverseTable256(%rax), %ecx
movzbq %dl,%rax
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
salq $24, %rax
orq %rax, %rcx
movq %rdx, %rax
shrq $56, %rax
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
salq $32, %rax
orq %rax, %rcx
movzbl %dh, %eax
shrq $16, %rdx
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
salq $16, %rax
orq %rax, %rcx
movzbq %dl,%rax
shrq $16, %rdx
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
salq $8, %rax
orq %rax, %rcx
movzbq %dl,%rax
shrq $8, %rdx
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
salq $56, %rax
orq %rax, %rcx
movzbq %dl,%rax
shrq $8, %rdx
movzbl BitReverseTable256(%rax), %eax
andl $255, %edx
salq $48, %rax
orq %rax, %rcx
movzbl BitReverseTable256(%rdx), %eax
salq $40, %rax
orq %rax, %rcx
movq %rcx, (%r13,%rsi)
addq $8, %rsi
cmpq $400000000, %rsi
jne .L3
Ответ 2
Этот поток привлек мое внимание, поскольку он имеет дело с простой проблемой, которая требует большой работы (циклы ЦП) даже для современного ЦП. И однажды я тоже стоял там с той же проблемой #% "#". Мне пришлось перевернуть миллионы байтов. Однако я знаю, что все мои целевые системы основаны на современных технологиях Intel, поэтому давайте начнем оптимизацию до крайности !!!
Поэтому я использовал Matt J lookup code в качестве основы. система, на которой я бенчмаркинг - это i7 haswell 4700eq.
Matt J lookup bitplipping 400 000 000 байтов: около 0,272 секунды.
Затем я попытался выяснить, может ли компилятор Intel ISPC векторизовать арифметику в обратном порядке.
Я не собираюсь утомлять вас своими выводами здесь, так как я много пытался помочь компилятору найти материал, так или иначе, в результате у меня была производительность около 0,15 секунды, чтобы перехватить 400 000 000 байтов. Это большое сокращение, но для моего приложения это все еще слишком медленно..
Поэтому люди позволяют мне представить самый быстрый в мире процессор на базе Intel. Закрыто в:
Время до 26000000 байт: 0,050082 секунды !!!!!
// Bitflip using AVX2 - The fastest Intel based bitflip in the world!!
// Made by Anders Cedronius 2014 (anders.cedronius (you know what) gmail.com)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <omp.h>
using namespace std;
#define DISPLAY_HEIGHT 4
#define DISPLAY_WIDTH 32
#define NUM_DATA_BYTES 400000000
// Constants (first we got the mask, then the high order nibble look up table and last we got the low order nibble lookup table)
__attribute__ ((aligned(32))) static unsigned char k1[32*3]={
0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,0x0f,
0x00,0x08,0x04,0x0c,0x02,0x0a,0x06,0x0e,0x01,0x09,0x05,0x0d,0x03,0x0b,0x07,0x0f,0x00,0x08,0x04,0x0c,0x02,0x0a,0x06,0x0e,0x01,0x09,0x05,0x0d,0x03,0x0b,0x07,0x0f,
0x00,0x80,0x40,0xc0,0x20,0xa0,0x60,0xe0,0x10,0x90,0x50,0xd0,0x30,0xb0,0x70,0xf0,0x00,0x80,0x40,0xc0,0x20,0xa0,0x60,0xe0,0x10,0x90,0x50,0xd0,0x30,0xb0,0x70,0xf0
};
// The data to be bitflipped (+32 to avoid the quantization out of memory problem)
__attribute__ ((aligned(32))) static unsigned char data[NUM_DATA_BYTES+32]={};
extern "C" {
void bitflipbyte(unsigned char[],unsigned int,unsigned char[]);
}
int main()
{
for(unsigned int i = 0; i < NUM_DATA_BYTES; i++)
{
data[i] = rand();
}
printf ("\r\nData in(start):\r\n");
for (unsigned int j = 0; j < 4; j++)
{
for (unsigned int i = 0; i < DISPLAY_WIDTH; i++)
{
printf ("0x%02x,",data[i+(j*DISPLAY_WIDTH)]);
}
printf ("\r\n");
}
printf ("\r\nNumber of 32-byte chunks to convert: %d\r\n",(unsigned int)ceil(NUM_DATA_BYTES/32.0));
double start_time = omp_get_wtime();
bitflipbyte(data,(unsigned int)ceil(NUM_DATA_BYTES/32.0),k1);
double end_time = omp_get_wtime();
printf ("\r\nData out:\r\n");
for (unsigned int j = 0; j < 4; j++)
{
for (unsigned int i = 0; i < DISPLAY_WIDTH; i++)
{
printf ("0x%02x,",data[i+(j*DISPLAY_WIDTH)]);
}
printf ("\r\n");
}
printf("\r\n\r\nTime to bitflip %d bytes: %f seconds\r\n\r\n",NUM_DATA_BYTES, end_time-start_time);
// return with no errors
return 0;
}
Printf для отладки..
Вот рабочая лошадка:
bits 64
global bitflipbyte
bitflipbyte:
vmovdqa ymm2, [rdx]
add rdx, 20h
vmovdqa ymm3, [rdx]
add rdx, 20h
vmovdqa ymm4, [rdx]
bitflipp_loop:
vmovdqa ymm0, [rdi]
vpand ymm1, ymm2, ymm0
vpandn ymm0, ymm2, ymm0
vpsrld ymm0, ymm0, 4h
vpshufb ymm1, ymm4, ymm1
vpshufb ymm0, ymm3, ymm0
vpor ymm0, ymm0, ymm1
vmovdqa [rdi], ymm0
add rdi, 20h
dec rsi
jnz bitflipp_loop
ret
Код занимает 32 байта, а затем маскирует кусочки. Высокий клев смещается вправо на 4. Затем я использую vpshufb и ymm4/ymm3 в качестве справочных таблиц. Я мог бы использовать одну справочную таблицу, но тогда мне пришлось бы сдвинуть влево, прежде чем ИЛИ снова откусить кусочки.
Есть еще более быстрые способы перевернуть биты. Но я связан с одним потоком и процессором, так что это было самое быстрое, чего я мог достичь. Можете ли вы сделать более быструю версию?
Пожалуйста, не комментируйте использование внутренних эквивалентных команд компилятора Intel C/C++...
Ответ 3
Это еще одно решение для людей, которые любят рекурсию.
Идея проста. Разделите ввод на половину и поменяйте местами две половины, продолжайте, пока не достигнете одного бита.
Illustrated in the example below.
Ex : If Input is 00101010 ==> Expected output is 01010100
1. Divide the input into 2 halves
0010 --- 1010
2. Swap the 2 Halves
1010 0010
3. Repeat the same for each half.
10 -- 10 --- 00 -- 10
10 10 10 00
1-0 -- 1-0 --- 1-0 -- 0-0
0 1 0 1 0 1 0 0
Done! Output is 01010100
Вот рекурсивная функция для ее решения. (Обратите внимание, что я использовал беззнаковые целочисленные значения, поэтому он может работать для входных данных размером до sizeof (unsigned int) * 8 бит.
Рекурсивная функция принимает 2 параметра - значение, биты которого должны быть обращены, и количество бит в значении.
int reverse_bits_recursive(unsigned int num, unsigned int numBits)
{
unsigned int reversedNum;;
unsigned int mask = 0;
mask = (0x1 << (numBits/2)) - 1;
if (numBits == 1) return num;
reversedNum = reverse_bits_recursive(num >> numBits/2, numBits/2) |
reverse_bits_recursive((num & mask), numBits/2) << numBits/2;
return reversedNum;
}
int main()
{
unsigned int reversedNum;
unsigned int num;
num = 0x55;
reversedNum = reverse_bits_recursive(num, 8);
printf ("Bit Reversal Input = 0x%x Output = 0x%x\n", num, reversedNum);
num = 0xabcd;
reversedNum = reverse_bits_recursive(num, 16);
printf ("Bit Reversal Input = 0x%x Output = 0x%x\n", num, reversedNum);
num = 0x123456;
reversedNum = reverse_bits_recursive(num, 24);
printf ("Bit Reversal Input = 0x%x Output = 0x%x\n", num, reversedNum);
num = 0x11223344;
reversedNum = reverse_bits_recursive(num,32);
printf ("Bit Reversal Input = 0x%x Output = 0x%x\n", num, reversedNum);
}
Это вывод:
Bit Reversal Input = 0x55 Output = 0xaa
Bit Reversal Input = 0xabcd Output = 0xb3d5
Bit Reversal Input = 0x123456 Output = 0x651690
Bit Reversal Input = 0x11223344 Output = 0x22cc4488
Ответ 4
Ну, это, конечно, не будет ответом, как Мэтт Дж, но, надеюсь, он по-прежнему будет полезен.
size_t reverse(size_t n, unsigned int bytes)
{
__asm__("BSWAP %0" : "=r"(n) : "0"(n));
n >>= ((sizeof(size_t) - bytes) * 8);
n = ((n & 0xaaaaaaaaaaaaaaaa) >> 1) | ((n & 0x5555555555555555) << 1);
n = ((n & 0xcccccccccccccccc) >> 2) | ((n & 0x3333333333333333) << 2);
n = ((n & 0xf0f0f0f0f0f0f0f0) >> 4) | ((n & 0x0f0f0f0f0f0f0f0f) << 4);
return n;
}
Это точно та же идея, что и лучший алгоритм Matt, за исключением того, что есть эта небольшая инструкция под названием BSWAP, которая свопирует байты (а не биты) 64-битного числа. Таким образом, b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1, b0 становятся b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7. Поскольку мы работаем с 32-битным номером, нам нужно сдвинуть число байтов с байтом вниз на 32 бита. Это просто оставляет нам задачу по замене 8 бит каждого байта, который сделан и вуаля! мы закончили.
Сроки: на моей машине алгоритм Мэтта выполнялся в ~ 0,52 секунды за испытание. Мой пробег составлял около 0,42 секунды за испытание. На 20% быстрее не плохо, я думаю.
Если вас беспокоит доступность инструкции BSWAP Wikipedia, список BSWAP добавляется как добавленный с 80846, который вышел в 1989 году. Следует отметить, что в Википедии также указывается, что эта инструкция работает только с 32-битными регистрами, что явно не относится к моей машине, она очень работает только на 64-битных регистрах.
Этот метод будет одинаково хорошо работать для любого интегрального типа данных, поэтому этот метод можно обобщить тривиально, передав требуемое количество байтов:
size_t reverse(size_t n, unsigned int bytes)
{
__asm__("BSWAP %0" : "=r"(n) : "0"(n));
n >>= ((sizeof(size_t) - bytes) * 8);
n = ((n & 0xaaaaaaaaaaaaaaaa) >> 1) | ((n & 0x5555555555555555) << 1);
n = ((n & 0xcccccccccccccccc) >> 2) | ((n & 0x3333333333333333) << 2);
n = ((n & 0xf0f0f0f0f0f0f0f0) >> 4) | ((n & 0x0f0f0f0f0f0f0f0f) << 4);
return n;
}
который затем можно вызвать как:
n = reverse(n, sizeof(char));//only reverse 8 bits
n = reverse(n, sizeof(short));//reverse 16 bits
n = reverse(n, sizeof(int));//reverse 32 bits
n = reverse(n, sizeof(size_t));//reverse 64 bits
Компилятор должен иметь возможность оптимизировать дополнительный параметр (предполагая, что компилятор строит функцию), а для случая sizeof(size_t) правый сдвиг будет полностью удален. Обратите внимание, что GCC по крайней мере не может удалить BSWAP и сдвиг вправо, если прошло sizeof(char).
Ответ 5
Ответ андерса Сидрониуса предоставляет отличное решение для людей с процессором x86 с поддержкой AVX2. Для платформ x86 без поддержки AVX или платформ, отличных от x86, любая из следующих реализаций должна работать хорошо.
Первый код представляет собой вариант классического метода двоичного разбиения, закодированный для максимального использования логики сдвига и логики, полезной на различных процессорах ARM. Кроме того, он использует генерацию маски "на лету", которая может быть полезна для процессоров RISC, которые в противном случае требуют нескольких инструкций для загрузки каждого 32-битного значения маски. Компиляторы для платформ x86 должны использовать постоянное распространение для вычисления всех масок во время компиляции, а не во время выполнения.
/* Classic binary partitioning algorithm */
inline uint32_t brev_classic (uint32_t a)
{
uint32_t m;
a = (a >> 16) | (a << 16); // swap halfwords
m = 0x00ff00ff; a = ((a >> 8) & m) | ((a << 8) & ~m); // swap bytes
m = m^(m << 4); a = ((a >> 4) & m) | ((a << 4) & ~m); // swap nibbles
m = m^(m << 2); a = ((a >> 2) & m) | ((a << 2) & ~m);
m = m^(m << 1); a = ((a >> 1) & m) | ((a << 1) & ~m);
return a;
}
В томе 4А "Искусства компьютерного программирования" Д. Кнут показывает умные способы обращения битов, которые на удивление требуют меньше операций, чем классические двоичные алгоритмы разделения. Один такой алгоритм для 32-битных операндов, который я не могу найти в TAOCP, показан в этом документе на веб-сайте Hacker Delight.
/* Knuth algorithm from http://www.hackersdelight.org/revisions.pdf. Retrieved 8/19/2015 */
inline uint32_t brev_knuth (uint32_t a)
{
uint32_t t;
a = (a << 15) | (a >> 17);
t = (a ^ (a >> 10)) & 0x003f801f;
a = (t + (t << 10)) ^ a;
t = (a ^ (a >> 4)) & 0x0e038421;
a = (t + (t << 4)) ^ a;
t = (a ^ (a >> 2)) & 0x22488842;
a = (t + (t << 2)) ^ a;
return a;
}
Используя компилятор Intel C/C++ 13.1.3.198, обе вышеперечисленные функции автоматически векторизуются для нацеливания на регистры XMM. Их также можно векторизовать вручную без особых усилий.
На моем IvyBridge Xeon E3 1270v2 с использованием автоматического векторизованного кода 100 миллионов слов uint32_t были инвертированы в битах за 0,070 секунды, используя brev_classic(), и 0,068 секунды, используя brev_knuth(). Я позаботился о том, чтобы мой тест не ограничивался пропускной способностью системной памяти.
Ответ 6
Предполагая, что у вас есть массив бит, как насчет этого: 1. Начиная с MSB, вставляйте биты в стек один за другим. 2. Поп-биты из этого стека в другой массив (или тот же массив, если вы хотите сэкономить место), поместив первый бит в MSB и перейдя к менее значительным битам.
Stack stack = new Stack();
Bit[] bits = new Bit[] { 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0 };
for (int i = 0; i < bits.Length; i++)
{
stack.push(bits[i]);
}
for (int i = 0; i < bits.Length; i++)
{
bits[i] = stack.pop();
}
Ответ 7
Инструкция Native ARM "rbit" может сделать это с циклом 1 cpu и 1 дополнительным регистром процессора, невозможно превзойти.
Ответ 8
Это не работа для человека!... но идеально подходит для машины
Это 2015 год, 6 лет с того момента, когда этот вопрос был впервые задан. Составители с тех пор стали нашими мастерами, и наша работа как людей - только помочь им. Итак, что лучший способ дать наши намерения машине?
Бит-реверс настолько распространен, что вам нужно задаться вопросом, почему x86, когда-либо растущая ISA, не включает в себя инструкцию, чтобы сделать это один раз.
Причина: если вы даете свое сжатое намерение компилятору, бит-реверс должен принимать только ~ 20 циклов процессора. Позвольте мне показать вам, как обрабатывать reverse() и использовать его:
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
uint64_t reverse(const uint64_t n,
const uint64_t k)
{
uint64_t r, i;
for (r = 0, i = 0; i < k; ++i)
r |= ((n >> i) & 1) << (k - i - 1);
return r;
}
int main()
{
const uint64_t size = 64;
uint64_t sum = 0;
uint64_t a;
for (a = 0; a < (uint64_t)1 << 30; ++a)
sum += reverse(a, size);
printf("%" PRIu64 "\n", sum);
return 0;
}
Компиляция этой примерной программы с версией Clang >= 3.6, -O3, -march = native (проверена с Haswell) дает код качества работы с использованием новых инструкций AVX2 со временем выполнения 11 секунд обработка ~ 1 млрд. назад() s. Это ~ 10 нс на обратную(), с CPU.5 нс, предполагая, что 2 ГГц ставит нас на слабые 20 циклов процессора.
- Вы можете поместить 10 обратных() s за время, необходимое для доступа к ОЗУ один раз для одного большого массива!
- Вы можете установить 1 обратный() за время, необходимое для доступа к LUT-кешу L2 дважды.
Предостережение: этот образец кода должен считаться достойным эталоном в течение нескольких лет, но в конечном итоге он начнет показывать свой возраст, как только компиляторы будут достаточно умны, чтобы оптимизировать main(), чтобы просто распечатать окончательный результат, а не действительно что-либо вычислять. Но пока он работает при демонстрации reverse().
Ответ 9
Конечно, очевидный источник взлохмаченных хаков находится здесь: http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#BitReverseObvious
Ответ 10
Я знаю, что это не C, а asm:
var1 dw 0f0f0
clc
push ax
push cx
mov cx 16
loop1:
shl var1
shr ax
loop loop1
pop ax
pop cx
Это работает с битом переноса, поэтому вы можете также сохранять флаги.
Ответ 11
Реализация с низкой памятью и максимальной скоростью.
private Byte BitReverse(Byte bData)
{
Byte[] lookup = { 0, 8, 4, 12,
2, 10, 6, 14 ,
1, 9, 5, 13,
3, 11, 7, 15 };
Byte ret_val = (Byte)(((lookup[(bData & 0x0F)]) << 4) + lookup[((bData & 0xF0) >> 4)]);
return ret_val;
}
Ответ 12
Ну, это в основном то же самое, что и первое "reverse()", но оно 64 бит и требуется только одна немедленная маска для загрузки из потока команд. GCC создает код без переходов, поэтому это должно быть довольно быстро.
#include <stdio.h>
static unsigned long long swap64(unsigned long long val)
{
#define ZZZZ(x,s,m) (((x) >>(s)) & (m)) | (((x) & (m))<<(s));
/* val = (((val) >>16) & 0xFFFF0000FFFF) | (((val) & 0xFFFF0000FFFF)<<16); */
val = ZZZZ(val,32, 0x00000000FFFFFFFFull );
val = ZZZZ(val,16, 0x0000FFFF0000FFFFull );
val = ZZZZ(val,8, 0x00FF00FF00FF00FFull );
val = ZZZZ(val,4, 0x0F0F0F0F0F0F0F0Full );
val = ZZZZ(val,2, 0x3333333333333333ull );
val = ZZZZ(val,1, 0x5555555555555555ull );
return val;
#undef ZZZZ
}
int main(void)
{
unsigned long long val, aaaa[16] =
{ 0xfedcba9876543210,0xedcba9876543210f,0xdcba9876543210fe,0xcba9876543210fed
, 0xba9876543210fedc,0xa9876543210fedcb,0x9876543210fedcba,0x876543210fedcba9
, 0x76543210fedcba98,0x6543210fedcba987,0x543210fedcba9876,0x43210fedcba98765
, 0x3210fedcba987654,0x210fedcba9876543,0x10fedcba98765432,0x0fedcba987654321
};
unsigned iii;
for (iii=0; iii < 16; iii++) {
val = swap64 (aaaa[iii]);
printf("A[]=%016llX Sw=%016llx\n", aaaa[iii], val);
}
return 0;
}
Ответ 13
Возможно, вы захотите использовать стандартную библиотеку шаблонов. Это может быть медленнее, чем вышеупомянутый код. Однако мне кажется яснее и понятнее.
#include<bitset>
#include<iostream>
template<size_t N>
const std::bitset<N> reverse(const std::bitset<N>& ordered)
{
std::bitset<N> reversed;
for(size_t i = 0, j = N - 1; i < N; ++i, --j)
reversed[j] = ordered[i];
return reversed;
};
// test the function
int main()
{
unsigned long num;
const size_t N = sizeof(num)*8;
std::cin >> num;
std::cout << std::showbase << std::hex;
std::cout << "ordered = " << num << std::endl;
std::cout << "reversed = " << reverse<N>(num).to_ulong() << std::endl;
std::cout << "double_reversed = " << reverse<N>(reverse<N>(num)).to_ulong() << std::endl;
}
Ответ 14
Мне было любопытно, насколько быстрым будет очевидное необработанное вращение.
На моей машине (i7 @2600) среднее значение для 1 500 150 000 итераций составляло 27.28 ns (по случайному набору из 131 071 64-битных целых чисел).
Преимущества: объем необходимой памяти немного, и код прост. Я бы сказал, что это тоже не так много. Требуемое время является предсказуемым и постоянным для любого ввода (128 арифметических операций SHIFT + 64 операций логического И + 64 операций логического ИЛИ).
Я сравнил с лучшим временем, полученным @Matt J - у кого есть принятый ответ. Если я правильно прочитал его ответ, лучшее, что у него было, было 0.631739 секунды для итераций 1,000,000, что приводит к среднему значению 631 ns за оборот.
Ниже приведен фрагмент кода:
unsigned long long reverse_long(unsigned long long x)
{
return (((x >> 0) & 1) << 63) |
(((x >> 1) & 1) << 62) |
(((x >> 2) & 1) << 61) |
(((x >> 3) & 1) << 60) |
(((x >> 4) & 1) << 59) |
(((x >> 5) & 1) << 58) |
(((x >> 6) & 1) << 57) |
(((x >> 7) & 1) << 56) |
(((x >> 8) & 1) << 55) |
(((x >> 9) & 1) << 54) |
(((x >> 10) & 1) << 53) |
(((x >> 11) & 1) << 52) |
(((x >> 12) & 1) << 51) |
(((x >> 13) & 1) << 50) |
(((x >> 14) & 1) << 49) |
(((x >> 15) & 1) << 48) |
(((x >> 16) & 1) << 47) |
(((x >> 17) & 1) << 46) |
(((x >> 18) & 1) << 45) |
(((x >> 19) & 1) << 44) |
(((x >> 20) & 1) << 43) |
(((x >> 21) & 1) << 42) |
(((x >> 22) & 1) << 41) |
(((x >> 23) & 1) << 40) |
(((x >> 24) & 1) << 39) |
(((x >> 25) & 1) << 38) |
(((x >> 26) & 1) << 37) |
(((x >> 27) & 1) << 36) |
(((x >> 28) & 1) << 35) |
(((x >> 29) & 1) << 34) |
(((x >> 30) & 1) << 33) |
(((x >> 31) & 1) << 32) |
(((x >> 32) & 1) << 31) |
(((x >> 33) & 1) << 30) |
(((x >> 34) & 1) << 29) |
(((x >> 35) & 1) << 28) |
(((x >> 36) & 1) << 27) |
(((x >> 37) & 1) << 26) |
(((x >> 38) & 1) << 25) |
(((x >> 39) & 1) << 24) |
(((x >> 40) & 1) << 23) |
(((x >> 41) & 1) << 22) |
(((x >> 42) & 1) << 21) |
(((x >> 43) & 1) << 20) |
(((x >> 44) & 1) << 19) |
(((x >> 45) & 1) << 18) |
(((x >> 46) & 1) << 17) |
(((x >> 47) & 1) << 16) |
(((x >> 48) & 1) << 15) |
(((x >> 49) & 1) << 14) |
(((x >> 50) & 1) << 13) |
(((x >> 51) & 1) << 12) |
(((x >> 52) & 1) << 11) |
(((x >> 53) & 1) << 10) |
(((x >> 54) & 1) << 9) |
(((x >> 55) & 1) << 8) |
(((x >> 56) & 1) << 7) |
(((x >> 57) & 1) << 6) |
(((x >> 58) & 1) << 5) |
(((x >> 59) & 1) << 4) |
(((x >> 60) & 1) << 3) |
(((x >> 61) & 1) << 2) |
(((x >> 62) & 1) << 1) |
(((x >> 63) & 1) << 0);
}
Ответ 15
Generic
C-код. Использование 1 байта входных данных num в качестве примера.
unsigned char num = 0xaa; // 1010 1010 (aa) -> 0101 0101 (55)
int s = sizeof(num) * 8; // get number of bits
int i, x, y, p;
int var = 0; // make var data type to be equal or larger than num
for (i = 0; i < (s / 2); i++) {
// extract bit on the left, from MSB
p = s - i - 1;
x = num & (1 << p);
x = x >> p;
printf("x: %d\n", x);
// extract bit on the right, from LSB
y = num & (1 << i);
y = y >> i;
printf("y: %d\n", y);
var = var | (x << i); // apply x
var = var | (y << p); // apply y
}
printf("new: 0x%x\n", new);
Ответ 16
Как насчет следующего:
uint reverseMSBToLSB32ui(uint input)
{
uint output = 0x00000000;
uint toANDVar = 0;
int places = 0;
for (int i = 1; i < 32; i++)
{
places = (32 - i);
toANDVar = (uint)(1 << places);
output |= (uint)(input & (toANDVar)) >> places;
}
return output;
}
Маленький и простой (хотя и 32-разрядный).
Ответ 17
Я подумал, что это один из самых простых способов развернуть бит. сообщите мне, есть ли недостатки в этой логике. в основном в этой логике мы проверяем значение бит в позиции. установите бит, если значение равно 1 в обратном положении.
void bit_reverse(ui32 *data)
{
ui32 temp = 0;
ui32 i, bit_len;
{
for(i = 0, bit_len = 31; i <= bit_len; i++)
{
temp |= (*data & 1 << i)? (1 << bit_len-i) : 0;
}
*data = temp;
}
return;
}
Ответ 18
Заданный вопрос заключается в том, чтобы изменить байт (8 бит данных)
typedef unsigned char byte;
byte reverseByte(byte a)
{
int i;
byte b = 0;
for ( i = 0 ; i < 8 ; i ++)
{
b <<= 1;
b |= ( (a & (1 << i)) >> i);
}
return b;
}
Ответ 19
unsigned char ReverseBits(unsigned char data)
{
unsigned char k = 0, rev = 0;
unsigned char n = data;
while(n)
{
k = n & (~(n - 1));
n &= (n - 1);
rev |= (128 / k);
}
return rev;
}
Ответ 20
Я думаю, что самый простой метод, который я знаю, следует. MSB, и LSB - результат "обратного":
unsigned char rev(char MSB) {
unsigned char LSB=0; // for output
_FOR(i,0,8) {
LSB= LSB << 1;
if(MSB&1) LSB = LSB | 1;
MSB= MSB >> 1;
}
return LSB;
}
// It works by rotating bytes in opposite directions.
// Just repeat for each byte.
Ответ 21
// Purpose: to reverse bits in an unsigned short integer
// Input: an unsigned short integer whose bits are to be reversed
// Output: an unsigned short integer with the reversed bits of the input one
unsigned short ReverseBits( unsigned short a )
{
// declare and initialize number of bits in the unsigned short integer
const char num_bits = sizeof(a) * CHAR_BIT;
// declare and initialize bitset representation of integer a
bitset<num_bits> bitset_a(a);
// declare and initialize bitset representation of integer b (0000000000000000)
bitset<num_bits> bitset_b(0);
// declare and initialize bitset representation of mask (0000000000000001)
bitset<num_bits> mask(1);
for ( char i = 0; i < num_bits; ++i )
{
bitset_b = (bitset_b << 1) | bitset_a & mask;
bitset_a >>= 1;
}
return (unsigned short) bitset_b.to_ulong();
}
void PrintBits( unsigned short a )
{
// declare and initialize bitset representation of a
bitset<sizeof(a) * CHAR_BIT> bitset(a);
// print out bits
cout << bitset << endl;
}
// Testing the functionality of the code
int main ()
{
unsigned short a = 17, b;
cout << "Original: ";
PrintBits(a);
b = ReverseBits( a );
cout << "Reversed: ";
PrintBits(b);
}
// Output:
Original: 0000000000010001
Reversed: 1000100000000000
Ответ 22
Другое решение на основе петли, которое быстро выходит, когда число мало (в С++ для нескольких типов)
template<class T>
T reverse_bits(T in) {
T bit = static_cast<T>(1) << (sizeof(T) * 8 - 1);
T out;
for (out = 0; bit && in; bit >>= 1, in >>= 1) {
if (in & 1) {
out |= bit;
}
}
return out;
}
или в C для unsigned int
unsigned int reverse_bits(unsigned int in) {
unsigned int bit = 1u << (sizeof(T) * 8 - 1);
unsigned int out;
for (out = 0; bit && in; bit >>= 1, in >>= 1) {
if (in & 1)
out |= bit;
}
return out;
}
Ответ 23
Похоже, что многие другие сообщения беспокоятся о скорости (то есть лучший = самый быстрый). Как насчет простоты? Рассматривать:
char ReverseBits(char character) {
char reversed_character = 0;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
char ith_bit = (c >> i) & 1;
reversed_character |= (ith_bit << (sizeof(char) - 1 - i));
}
return reversed_character;
}
и надеюсь, что умный компилятор оптимизирует для вас.
Если вы хотите перевернуть более длинный список битов (содержащий sizeof(char) * n битов), вы можете использовать эту функцию для получения:
void ReverseNumber(char* number, int bit_count_in_number) {
int bytes_occupied = bit_count_in_number / sizeof(char);
// first reverse bytes
for (int i = 0; i <= (bytes_occupied / 2); i++) {
swap(long_number[i], long_number[n - i]);
}
// then reverse bits of each individual byte
for (int i = 0; i < bytes_occupied; i++) {
long_number[i] = ReverseBits(long_number[i]);
}
}
Это обратит [10000000, 10101010] в [01010101, 00000001].
Ответ 24
Реверс бит в псевдокоде
источник → байт, подлежащий обратному b00101100 destination → reverseed, также должен быть неподписанного типа, поэтому бит знака не передается вниз
копировать в temp, так что оригинал не затрагивается, также должен быть неподписанного типа, так что бит знака не сдвигается автоматически
bytecopy = b0010110
LOOP8://делаем это 8 раз если байтотека равна < 0 (отрицательный)
set bit8 (msb) of reversed = reversed | b10000000
else do not set bit8
shift bytecopy left 1 place
bytecopy = bytecopy << 1 = b0101100 result
shift result right 1 place
reversed = reversed >> 1 = b00000000
8 times no then up^ LOOP8
8 times yes then done.
Ответ 25
Это для 32 бит, нам нужно изменить размер, если мы рассмотрим 8 бит.
void bitReverse(int num)
{
int num_reverse = 0;
int size = (sizeof(int)*8) -1;
int i=0,j=0;
for(i=0,j=size;i<=size,j>=0;i++,j--)
{
if((num >> i)&1)
{
num_reverse = (num_reverse | (1<<j));
}
}
printf("\n rev num = %d\n",num_reverse);
}
Чтение входного целого числа "num" в порядке LSB-> MSB и сохранение в num_reverse в порядке MSB-> LSB.
Ответ 26
Мое простое решение
BitReverse(IN)
OUT = 0x00;
R = 1; // Right mask ...0000.0001
L = 0; // Left mask 1000.0000...
L = ~0;
L = ~(i >> 1);
int size = sizeof(IN) * 4; // bit size
while(size--){
if(IN & L) OUT = OUT | R; // start from MSB 1000.xxxx
if(IN & R) OUT = OUT | L; // start from LSB xxxx.0001
L = L >> 1;
R = R << 1;
}
return OUT;
Ответ 27
int bit_reverse(int w, int bits)
{
int r = 0;
for (int i = 0; i < bits; i++)
{
int bit = (w & (1 << i)) >> i;
r |= bit << (bits - i - 1);
}
return r;
}
Ответ 28
int main() {
int n;
scanf("%d", &n);
while (n) {
if (n & 1)
printf("1");
else
printf("0");
n >>= 1;
}
printf("\n");
}
Output:
25
10011