根据位掩码拆分多个字节

Question

我正在尝试根据位掩码拆分字节。

考虑这两个字节（二进制中的 1000 为 short int）：

11101000

00000011

还有这三个面具：

00000011

11111111

00111111

我要做的是根据提供的掩码将两个原始字节分成三个字节。

结果应该是：

00000000 第一个字节

11111010为第二个（原来的字节1和2因为掩码合并了）

00000000 为第三个（剩余位用零填充）

在 Java 或 C 中最简单的方法是什么？

Answer 1

在 C 中，如果使用 x86，则这是单个 pdep 操作。

#include <immintrin.h>

int msk(int num) {
    int src =  0b0000001111101000;
    int mask = 0b001111111111111100000011;

    int result = _pdep_u32(src,mask);

    int expected_result = 0b000000001111101000000000;

    if (result == expected_result) {
        return 1; // returns this
    } else {
        return 0;
    }
}

见_pdep_u32 in Intel Intrinsic Guide。

https://godbolt.org/z/b6E6M8518

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如果您的输入/输出是正好 4 个字节的数组，您可以将 memcpy 从数组到 int 并返回。

如果您不仅针对 x86，还针对没有 BMI2 的旧 x86，或者想要 Java 解决方案，则必须从 PDEP 文档中实现此算法：

tmp := a
dst := 0
m := 0
k := 0
DO WHILE m < 32
    IF mask[m] == 1
        dst[m] := tmp[k]
        k := k + 1
    FI
    m := m + 1
OD

dst[m] 或tmp[k] 可以通过数组索引和位移来完成，具体来说dst[m] := tmp[k] 是（假设为8 位字节）：

unsigned char bit = (dst[k/8] >> (k%8)) & 1;
dst[m/8] |= bit << (m%8)

请注意，直接实现不仅有点复杂，而且效率也较低，因为pdep 是单 CPU 指令。但是我不确定Java是否暴露了它，如果没有，那么使用JNI调用C实现是否值得。