转换成本

Question

首先让我解释一下我将概述的问题的动机。我有一个无符号字的向量v，信息存储在位中，以及一些可能不同的无符号类型的字w。我想把len的v位放到w，从i的wth LSB开始。例如，考虑下面的情况，我将这些单词表示为位只是为了解释。

T1 w = 10110100;
vector<T2> v = [11, 00, 10, 01];
T1 len = 5;
T1 start = 2;
T1 dst_digits = 8;
T1 src_digits = 2;

10110100 -> 10111100 -> 10001100 -> 11001100 

很明显，我们需要迭代v并一次向w添加一个字。一种方法是这样做

template<class T>
T _blend(T a, T b, T start, T len) {
    // Replaces len bits of a by the ones of b starting at start
}

auto it = std::begin(v);
while (len > 0) {
    w = _blend(w, 
               (T1) ((T1) *first) << start), 
               start,
               std::min(len, src_digits)
               );
    start += std::min(len, src_digits);
    ++first;
    len -= std::min(len, src_digits);
}

我是C ++的新手，上面的代码是简化的代码，但主要的想法是站立的。我现在也有这个工作。但是，我发现(T1) ((T1) *first) << start)丑陋。但是，如果我不包括第一个演员，那么移位操作将被提升为int或long，然后与其他类型的_blend不匹配。如果我不包括第二个演员，我可能overshift *first（在dst_digits > src_digits和start > src_digits的情况下）。

现在，我的问题是两次(T1)转换成本有多高？我的猜测并不像其他东西那样昂贵，比如std::min调用或循环中的其他语句。我只是因为来自Python，只是看起来像(T1) ((T1) *first) << start)看起来很不自然，我想知道这是否只是C ++的结果，几乎没有开销，以及是否有更好的方法来做到这一点。

Answer 1

在little-endian系统上，无符号整数到无符号整数转换为零或一条指令。

如果在uint64有一个rax，那么投射到uint32基本上是无操作。编译器将假设该值在eax（rax的最不重要的一半）中。

如果在uint32中有一个eax，那么投射到uint64只是一个非常快速的指令。编译器将eax中的值零扩展（用零填充最重要的部分），并使用rbx指令将结果放在movzx中。

在此操作期间，无符号整数强制转换是您最不关心的问题。你可能想考虑使用std::vector<bool>或std::bitset，因为他们会为你做这一点。