仅数字的一部分左移答案

【问题标题】：Left shift of only part of a number仅数字的一部分左移
【发布时间】：2010-12-09 11:54:10
【问题描述】：

我需要找到以下 C 代码的最快等价。

int d = 1 << x; /* d=pow(2,x) */
int j = 2*d*(i / d) + (i % d);

我的想法是左移 i 的高 32 - x 位。
例如以下 x=5 的 i：
1010 1010 1010 1010
将变为：
0101 0101 0100 1010
有没有为此的汇编命令？如何快速执行此操作？

【问题讨论】：

您应该使用unsigned，而不是int。您的示例具有带符号值的未定义行为（溢出）。

标签： c optimization assembly x86

【解决方案1】：

分区很慢：

int m = (1 << x) - 1;
int j = (i << 1) - (i & m);

更新：

或者可能更快：

int j = i + (i & (~0 << x));

【讨论】：

非常好。我完全错过了在那里提供最佳优化的数学方面。

【解决方案2】：

x86 32 位汇编（AT&T 语法）：

/* int MaskedShiftByOne(int val, int lowest_bit_to_shift) */
mov 8(%esp), %ecx
mov $1, %eax
shl %ecx, %eax            ; does 1 << lowest_bit_to_shift
mov 4(%esp), %ecx
dec %eax                  ; (1 << ...) - 1 == 0xf..f (lower bitmask)
mov %eax, %edx
not %edx                  ; complement - higher mask
and %ecx, %edx            ; higher bits
and %ecx, %eax            ; lower bits
lea (%eax, %edx, 2), %eax ; low + 2 * high
ret

这应该适用于 Linux 和 Windows。

编辑：i + (i & (~0 << x)) 更短：

mov 4(%esp), %ecx
mov $-1, %eax
mov 8(%esp), %edx
shl %edx, %eax
and %ecx, %eax
add %ecx, %eax
ret

士气：永远不要从组装开始。如果你真的需要它，反汇编高度优化的编译器输出......

【讨论】：

【解决方案3】：

左移一位 x 高位。

unsigned i = 0xAAAAu;
int x = 5;
i = (i & ((1 << x) - 1)) | ((i & ~((1 << x) - 1)) << 1); // 0x1554A;

一些解释：

(1 << x) - 1 将掩码设为零高位 32 - x。

~((1 << x) - 1) 将掩码设为零低 x 位。

在位归零后，我们将上半部分和or 一起移动。

在Codepad 上试试这个。

【讨论】：

【解决方案4】：

int m = (1 << x) - 1;
int j = ((i & ~m) << 1) | (i & m);

没有汇编命令可以做你想做的事，但我给出的解决方案更快，因为它避免了除法。

【讨论】：

被它打败了几秒钟 :) 我认为我的速度稍微快一些，因为它避免了两次计算 ((1<<x)-1)。
我认为优化器会解决这个问题。不过你的更干净=)
是的，您对优化器的看法是正确的。尽管我知道编译器可以疯狂地优化代码，但我已经编程了足够长的时间，以至于我仍然在这里和那里不断地手动优化代码。也不是很糟糕，因为它通常倾向于更简洁的代码。

【解决方案5】：

英特尔语法：

mov ecx,[esp+4]      ;ecx = x
mov eax,[esp+8]      ;eax = i

ror eax,cl
inc cl
clc
rcl eax,cl
ret

道德：高度优化的编译器输出...不是。

【讨论】：