使用位集代替手写位操作代码？

Question

在手写的地方使用位集是否有任何性能损失/增益？

如何在运行时使用位集构建以下内容，

• 使 2 到 5 之间的所有位均为零，即 11110011。

Answer 1

黄金法则：

不要过早优化！

在 99% 的情况下，Bitset 会足够快，并且具有作为通用概念的优势，因此它更可读性强，并且不易出现实现错误。不要简单地假设您的代码显然需要提高速度；使用 bitset 编写代码，分析您的应用程序，并查看是否：

1. 速度足够快；如果
2. 它不够快，它真的会花费大部分时间进行位运算吗？

根据 80-20 规则，如果使其他一些代码更快，您很可能会获得更大的回报。嘿，如果事实证明您确实需要提高位旋转速度，那么至少您有一些不错的基线数据可以使用，以表明您的解决方案确实比默认解决方案更快（无论如何您都需要它）如果您想优化性能）。

Answer 2

第二个问题的最简单的解决方案是使用另一个位集。

void makebitszero(bitset<8>& b) {
  // Everything but bits 3 and 4 (between 2 and 5).
  static const bitset<8> mask = ~bitset<8>(12);
  b &= mask;
}

在给定两个位位置的情况下，需要进行一些数学运算才能得出mask的表达式。

[编辑]
好的，这是数学。诀窍在于 (1UL << X) -1 是 X 的序列。例如 3 => 00000111。
因此，(1＜＜5)-(1＜＜3)＝00011111-00000111-1+1＝00011000(位3和4)。因此在代码中：

template<int i, int j, int N> 
void makeBitsZero(bitset<N>& b) {
  // Everything from bit i up to but not including bit j (i < j)
  static const bitset<N> mask = ~bitset<N>(1UL<<j) - (1UL<<i));
  b &= mask;
}

Answer 3

对于上面这样的简单示例，一个不错的手动编码解决方案将比使用 bitset 更快，但两种情况下的性能差异都会很小。