C 中哪种位操作方法更有效？

Question

根据我得到的答案，我认为这个问题有点毫无意义。谢谢大家的热心回复！

我想得到一个二进制数，最右边的j位设置为1，其他设置为0。基本上，有两种方法。我想知道它们哪个更有效，或者有没有比这两个更有效的方法？

1. ~(~0 << j)
2. (1 << j) - 1

Answer 1

不确定这是否是您正在寻找的答案，但我敢打赌它不会产生超过一纳秒的差异。 :)

或者，换句话说：不要对其进行微优化，除非该单行代码是代码中的瓶颈。

如果您需要其他形式的快速位操作（实际上可能会更慢），请尝试查看编译器内部函数，例如_BitScanForward。如果正确使用的话，这些实际上可能会使您的位操作更快（但在这种情况下不会）。

Answer 2

您正在进行微观优化。您的编译器知道这些操作的最佳翻译。只需写出人眼看起来最干净的一个，然后继续。

Answer 3

除了已经发布的评论之外：

除了基准测试之外，还检查发出的汇编程序。优化器可能为每个生成相同的代码......

Answer 4

这是一个懒惰的答案，但是您是否尝试过编写如下所示的简单程序？当然，这是微观优化，但看看是否有任何差异可能会很有趣。

#include <ctime>
main()
{
  int i;
  time_t start = time();
  for (i = 0; i < 1000000; i++)
  {
    // your operation here
  }
  time_t stop = time();
  double elapsed = difftime(stop, start);
}

Answer 5

如果您确实想要最快，请使用查找表：

const unsigned numbers[] = {
        0x00000000,
        0x00000001, 0x00000003, 0x00000007, 0x0000000f,
        0x0000001f, 0x0000003f, 0x0000007f, 0x000000ff,
        0x000001ff, 0x000003ff, 0x000007ff, 0x00000fff,
        0x00001fff, 0x00003fff, 0x00007fff, 0x0000ffff,
        0x0001ffff, 0x0003ffff, 0x0007ffff, 0x000fffff,
        0x001fffff, 0x003fffff, 0x007fffff, 0x00ffffff,
        0x01ffffff, 0x03ffffff, 0x07ffffff, 0x0fffffff,
        0x1fffffff, 0x3fffffff, 0x7fffffff, 0xffffffff};

unsigned h(unsigned j) {
        return numbers[j];
}

将其扩展到 64 位作为读者的练习。正如其他人所说，这些都不重要。

Answer 6

除非将 0 更改为 0U，否则表达式 ~(~0 << j) 具有基于位模式的特定于实现的行为。另一方面，表达式 (1 << j) - 1 是纯算术，其中没有位算术，因此它的值在所有实现中都有明确定义。因此，我总是使用后者。

Answer 7

真正的答案可能取决于处理器架构。但无论出于何种意图和目的，这几乎肯定是无关紧要的。还要考虑到您的编译器可能会以任何一种方式输出相同的程序集。如果您确实需要知道，请对其进行基准测试，尽管差异几乎肯定太小而无法测量（这是您的答案，但这并不重要）。

Answer 8

无需进行计时实验，只需检查生成的机器代码即可。您会发现 gcc 将它们编译为相同的机器指令。