c++ - ビット演算を使用して剰余演算子と除算演算子を置き換える方法は？

Question

私はこのコード行を持っています：

 base_num = (arr[j]/base)%256;

この行はループで実行され、操作「/」および「％」は実行に多くのリソースと時間を要します。プログラムのパフォーマンスを最大化するために、この行を変更してビット演算を適用したいと思います。どうやってやるの？

ありがとう。

Answer 1

baseが2のn乗の場合、除算をnの右へのビットシフトに置き換えることができます。次に、整数のmod 256を取得することは、最後の8ビットを取得することと同等であるため、0xFFとANDすることができます。または、256 * baseとANDをとってから、nを右にビットシフトすると、操作を逆にすることができます。

base_num = arr[j] >> n;
base_num &= 0xFF;

もちろん、中途半端なコンパイラなら誰でもこれを実行できるはずです。

Answer 2

-O1コンパイラオプションにそれ以上を追加すると、コンパイラが自動的にそれを行います。

gccでは、ドキュメントによると、どちらが-O1オンになりますか？-ftree-slsr

樹木に対して直線的な強度低減を実行します。これは、乗算を含む関連する式を認識し、可能な場合はそれらをより安価な計算に置き換えます。

これにより、モジュロと、定数の場合はベースが置き換えられます。ただし、基数が2の非定数の累乗であることがわかっている場合は、周囲のコードをリファクタリングしてlog2、その数を>>1から引いた数にすることができます。

Answer 3

base_num8ビット整数として宣言することもできます。

#include <stdint.h>

uint8_t base_num;
uint16_t crap;
crap = 0xFF00;
base_num = crap;

コンパイラが標準の補完である場合、byte(0xFF00)（0x00）の値をに入れますbase_num。

プレーンC（C ++でもC＃でもない）で飽和演算を実行するコンパイラーにはまだ会っていませんが、そうすると、の値が、sat_byte(0xFF00)より大きい値0xFFになり0xFFますbase_num。

この場合、コンパイラは精度の低下を警告することに注意してください。この場合、コンパイラがエラーになる可能性があります（Visual StudioはTreat Warnings as ErrorsOnを使用します）。それが起こった場合、あなたはただすることができます：

base_num = (uint8_t)crap;

しかし、これはあなたが避けようとしていることのようです。

あなたがやろうとしているのは、除算が必要であり、除算が最もコストのかかる基本的な算術演算であるため、モジュラス演算子を削除することです。「インテリジェント」コンパイラ（デバッグモードでも）が次のように「最適化」するため、私は通常、これをボトルネックとは考えていません。

base_num = crap & 0xFF;

サポートされているプラ​​ットフォーム（私が聞いたすべての主流プロセッサ-x86、AMD64、ARM、MIPS）で、これはどのようなものでもかまいません。基本的なANDおよびOR算術命令を持たないプロセッサについて聞いて、私は呆然とします。