我想从内存中读取16位,在任何方向上移位n次,然后保存回相同的内存位置。
假设在内存位置0xfffaaa
我有:0101111101100001
,我想将它向右移一次(>>1
)所以我宣布一个指向uint16_t
的0xfffaaa
变量。
转换后,该变量包含:0110000101011111
(十进制为24417)。右移后:0011000010101111
1 - >丢失位。存储在内存中的是:1010111100110000
而不是:0010111110110000
1 --->丢失位。
这是一个例子,我试图这样做..
#include <bitset>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
volatile uint8_t *bitmap = (uint8_t *)malloc(2);
bitmap[0] = 0b01011111;
bitmap[1] = 0b01100001;
cout << bitset<8>(bitmap[0]);
cout << bitset<8>(bitmap[1]) << '\n' << '\n';
uint16_t* p16 = (uint16_t*)bitmap;
cout << bitset<16>(p16[0]) << '\n';
p16[0]>>=1;
cout << bitset<16>(p16[0]) << '\n' << '\n';
cout << bitset<8>(bitmap[0]);
cout << bitset<8>(bitmap[1]) << '\n';
return 0;
}
控制台输出是:
0101111101100001
0110000101011111
0011000010101111
1010111100110000
我怎么能按照我想要使用uint16_t的方式进行改变?
问题不在于移位,而是在于如何从位图获取数据。
由于右移会将位从位图[0]移动到位图[1],因此您可以使用乘法将数据提取为更大的类型:
auto v16 = 256 * bitmap[0] | bitmap[1];
v16 >>= 1;
bitmap[0] = uint8_t(v16 / 256);
bitmap[1] = uint8_t(v16 & 255);
或者,仅使用班次操作:
auto v16 = (bitmap[0] << 8) + bitmap[1];
v16 >>= 1;
bitmap[0] = uint8_t(v16 >> 8);
bitmap[1] = uint8_t(v16 & 0xFF);
要知道它是否确实以某种方式更快,您必须运行一个分析器。
有两种方法可以解决您的问题(如果您不包括在位图中交换数据的可能性。)
这可以用几种不同的方式编写,你甚至可以在交换中加入转换:
v = (v >> 9) | (v << 7);
既然你可以同时进行交换和换档,你也可以直接使用你的p8:
uint61_t v((bitmap[1] >> 9) | (bitmap[0] << 7));
bitmap[0] = v >> 8;
bitmap[1] = v; // C auto-and (i.e. (v & 0xFF) is not required)
请注意,您无法进行更多优化,因为在修改位图时,无法在修改数据后重新加载数据。注意那一个。
现在,这个在程序集中的优化会像这样优化,虽然它可能不是最快的(有时当你让C / C ++编译器进行优化工作时会有惊喜!)
mov ax, [ep] ; get current value (16 bits)
xchg al, ah
shr ax, 1 ; shift by one unsigned
xchg al, ah
mov [ep], ax ; save result
对于32位和64位,x86中有一个swapb
指令(也是64位)。
请注意,一次读取和写入一个字节可能与读取16位和xchg
-ing一样快。
你可以有效地使用union:
#include <bitset>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
union joinbits
{
uint16_t data;
uint8_t bits[2];
};
int main(){
volatile uint8_t *bitmap = (uint8_t *)malloc(2);
bitmap[0] = 0b01011111;
bitmap[1] = 0b01100001;
cout << bitset<8>(bitmap[0]);
cout << bitset<8>(bitmap[1]) << '\n' << '\n';
joinbits j;
j.bits[1] = bitmap[0];
j.bits[0] = bitmap[1];
j.data >>= 1;
bitmap[0] = j.bits[1];
bitmap[1] = j.bits[0];
cout << bitset<8>(bitmap[0]);
cout << bitset<8>(bitmap[1]) << '\n';
return 0;
}
输出是:
0101111101100001
0010111110110000