如何有效地将位掩码的对应值转换为整数？

Question

给定一个整数I和一个位掩码M，从I中得到M的对应值。例如，如果I 是0x11111 并且M 是0xff0，则对应的值为0x11

我可以这样做：

1. 在I 和M 之间执行& 操作
2. 计算右移多少位
3. 右移

但是这种方式有点慢，尤其是第2步。我想要一个更有效的方法来解决这个问题。

Answer 1

我不知道是否有更有效的方法来做到这一点。我一直都和你一样。但是，请考虑通常可以使用单个 CPU 指令来计算右移多少位（您的第二步）。必须使用本能指令来完成，具体取决于您的系统。

在 Windows 上，此操作由 _BitScanForward() 提供，而在 GCC 上，此操作由 __builtin_ctz() 提供。

更多详情请见this answer。

例如，您的问题可能的 Windows 实现可能是：

#include <Windows.h>

unsigned int maskandshift(unsigned int m, unsigned int i) {
    unsigned int shift;
    // _BitScanForward returns 0 if the mask is zero.
    // You may prefer the actual number of 0, here:
    if (m == 0)
        shift = sizeof(i) * CHAR_BIT;
    else {
        DWORD trailing_zero;
        _BitScanForward(&trailing_zero, (DWORD)m);
        shift = (unsigned int)trailing_zero;
    }
    return (m & i) >> shift;
}

在发布配置中，此函数被编译为检查零，然后在 x64 机器中仅执行 3 条汇编指令（BSF、AND 和 SHR）。