位反转：为 N 位生成位反转查找表答案

【问题标题】：Bit Reversal: Generating Bit Reversal Lookup Table for N-Bits位反转：为 N 位生成位反转查找表
【发布时间】：2012-11-21 09:22:15
【问题描述】：

我正在尝试做一些反转，我理解直接的实现，但出于性能目的，我需要通过构建一个查找表并使用该表来查找位反转来反转位，所以我的程序将构建一个查找位大小 N 的表，然后它将使用该表查找给定位的位反转。

例如，如果 bitSize = 9 且 num = 6 (00000110)

reverse(num,bitSize) 将返回 192，即 11000000

int lookup(int num, int bitSize)
{
    return table[bitSize][num]; // == reverse(num,bitSize);
}

我认为查找函数应该是这样的，有人告诉我可以构建表，但我不知道如何构建，有人可以解释如何构建这个表吗？

我只是想澄清一下，我正在寻找一种方法来为给定的 bitSize 构建此表，而不仅仅是 32 位，否则我会使用这种方法： http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#BitReverseTable

感谢您的帮助，

编辑：由于 j_random_hacker 的内存优化，这两种解决方案都有效，但 kmkaplan 的解决方案更高效。

【问题讨论】：

是什么阻止您使用直接的实现来生成表？另请注意，一个 32 位数字的表占用 16 GB。
其实没什么，我也觉得，应该用reverse(num,bitSize)来生成表格，但是不知道怎么生成表格，不太懂表格的方法...
位大小永远不会超过 12 位，所以大小不是大问题，速度才是。
如果 bitSize 是 12 位，那么 Bit Twiddling Hacks 技术有什么问题？
您不需要为每个“位大小”设置单独的表。只需为最大位大小制作一个表，然后根据需要将查找结果右移到其中。具体来说，如果您在 n 位表中查找 k 位结果，则需要将结果右移 n-k 位。

标签： c++ c algorithm bit-manipulation

【解决方案1】：

对于 12 位表：

int table[1<<12]; // or 4096
int i;

for (i=0;i<4096;i++) table[i] = my_straight_forward_bitreverse(12,i);

那么你必须解决其他位长度的问题。
要么有一个数组 int table[12][4096];大约 90% 空置。

或者有

int table12[4096], table11[2048], table10[1024] /* , ...*/ ;  
int *table[12]={ table1, table2, /*  ...  */ table12 };

int i, j;
for (j=0;j<12;j++) 
  for (i=0;i<1<<j;i++) table[j][i]=my_straight_forward_bitreverse(j+1,i);

【讨论】：

谢谢！我明天试试，结果告诉你。

【解决方案2】：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int
main(int argc, char **argv)
{
  const int bitSize = atoi(argv[1]);

  printf("static unsigned int table[] = {");
  unsigned int i;
  for (i = 0; i < 1 << bitSize; i++) {
    if ((i & 7) == 0)
      printf("\n");
    unsigned int v = i;
    unsigned int r = 0;
    int s = bitSize;
    while (s--) {
      r <<= 1;
      r |= v & 1;
      v >>= 1;
    }
    printf(" 0x%x,", r);
  }
  printf("\n};\n"
         "unsigned int lookup(int num, int bitSize)\n"
         "{\n"
         "        return table[num] >> (%d - bitSize);\n"
         "}\n",
         bitSize
         );

  return 0;
}

编辑：实现 j_random_hacker 内存优化。

【讨论】：