8位数字转char算法优化答案

【问题标题】：Optimization of algorithm that convert 8-bit number to char8位数字转char算法优化
【发布时间】：2015-10-27 19:09:24
【问题描述】：

我需要将00001110 等8 位数字转换为char。问题很简单，所以我写了代码，一切正常，但现在我需要尽可能地优化速度。

在测试类中：

 class Program
 {
    static void Main(string[] args)
    {
        Random r = new Random();
        int[] testTab = new int[8];
        Normal n = new Normal();
        long time;
        Stopwatch watch = new Stopwatch();
        watch.Start();
        for (int i = 0; i < 9000; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 8; j++)
            {
                testTab[j] = r.Next(2);
            }
            n.SetTable(testTab);
            n.Decode();
        }
        watch.Stop();
        time = watch.ElapsedTicks;
        Console.WriteLine(time);
        time = watch.ElapsedMilliseconds;
        Console.WriteLine(time);
        Console.ReadKey();
    }
 }

和算法类：

class Normal
{
    private int[] _tab = new int[8];

    public void SetTable(int[] tab)
    {
        _tab = tab;
    }
    public void Decode()
    {
        char a = ((char)( _tab[0]*1 + _tab[1]*2 + _tab[2]*4 + _tab[3]*8 + _tab[4]*16 + _tab[5]*32 +
                          _tab[6]*64 + _tab[7]*124));
    }
}

在 9000 次的输出中，我得到了 2ms 的时间，这不是很长的时间（对于 9000 ），但我的 PC 中有很好的 proc。

最终代码将在智能手机中运行，因此没有强大的 CPU。在我的算法中，我使用随机数据，在最终版本中，我将通过相机加载数据（因此它会更长）并尝试在一秒钟内重复此操作 10 次，这就是为什么我在最小的操作中也需要最好的时间。

还有比这更快的将字节转换为字符的方法吗？

char a = ((char)( _tab[0]*1 + _tab[1]*2 + _tab[2]*4 + _tab[3]*8 + _tab[4]*16 + _tab[5]*32 + _tab[6]*64 + _tab[7]*128));

【问题讨论】：

为什么要使用int[] 表示比特？这些适合int！了解位操作：&、|、^
为什么不Char result = (Char) (random.Next(256));？
我使用 int 是因为我为测试而写，所以我不介意内存只需要时间 int 与字节的速度相同。最后我会尽可能小，但现在只是测试
@Aht 顺便说一句：64*2=>128 不是 124
真实数据从何而来？你真的需要二进制字符串吗？

标签： c# .net char

【解决方案1】：

值得一试：

var yourString = "00100000";
char yourChar = (char) Convert.ToByte(yourString, 2); // you got ' ' (space)

它可能更快也可能不会更快，但绝对更简单、更稳定、更易于维护。

【讨论】：

这会将 char 转换为 byte ？我需要将字节转换为字符：D
这会将 8 位数字的字符串表示形式转换为 char，这正是您所要求的。

【解决方案2】：

tl;dr您的转换代码已经很高效，不是您的瓶颈。

您的基准测试存在缺陷。您不仅仅是在计时将存储在int[] 中的二进制转换为整数值。您还在为随机数据的生成计时。我希望大部分时间都花在生成随机数据上。

重新编写您的基准测试程序，以对开始计时之前准备好的数据进行操作。确保测试的持续时间至少为 5 或 10 秒，以便您生成有意义的答案。如果只运行两毫秒，那么计时器的粒度会影响结果的质量。

请记住，在您的实际应用程序中，您将在 QR 码的相机上拍照并对其进行解码。其成本比转换 8 位 int 数组的成本高出许多数量级。

您执行该转换的代码已经很高效了。不要寻求进一步优化它。不仅没有必要优化它，而且获得显着收益的希望很小。为了清晰和简洁起见，您可能会选择使用执行此类转换的 .net 库方法之一，但程序这部分的性能不是问题。

顺便说一句，您似乎需要将 8 位值转换为字节，将这些值添加到字节数组中，然后提供给 Encoding.GetString 以获取您的文本。根据您的代码强制转换为 UTF-16 char 是不正确的。

【讨论】：

我知道这个基准测试很糟糕。我写了这个。我知道必须解码 QR，制作图片，制作一些照片，这比将位转换为 char 需要更长的时间，但是当我细化我的代码时，我尝试在每个部分都让它快速，这就是我从最小部分开始的原因。但是，如果你说我不会在这篇文章中获得实时，我说好的，我相信你 :) 我想我会在转换照片时回来（这必须优化完美，所以我需要专家的帮助 :)）
学习识别瓶颈并首先优化它们很重要。这样做直到性能可以接受。优化不是瓶颈的代码是浪费大量时间，因为您将无法观察到任何改进，并且您可能会使您的代码更难阅读和维护。过早的优化通常会让你的代码变得更糟。
我会记住这个建议

【解决方案3】：

我用不同的实现运行了一些测试。首先是@Melnikovl 的回答。第二个是我的，我用| 替换了+，用<< 运算符替换了*。第三是作者的原始解决方案。

我用修改后的代码进行了测试，只测量了转换代码。第一个和第二个解决方案表现出更好的性能。但是BitConverter 多一点会更好，所以我认为你应该选择它（也是因为如果代码简单的话）

【讨论】：

【解决方案4】：

var byte[] bytes = { 1, 1, 1, 1 };
int i = BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
char a = (char)i;

别忘了检查字节数组是小端还是大端

【讨论】：

可能是因为没有覆盖perf的问题？
@DavidHeffernan 值得评论并询问作者，但否决？它仍然回答了这个问题。它比其他的做得更好（从字符串转换）