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各値にNビット以下が設定されているM32ビットintの大きな配列があるとします。ここで、クエリTarget AND Value == Targetに一致するサブセット、つまり、ターゲットビットが配列の値に設定されているように見える値を返します。

ブルートフォースは簡単です。配列を反復処理して、target&value==targetを抽出するだけです。Mが非常に大きくなると、これは非常に遅くなります。配列を検索に最適なデータ構造に変換する方法を知っている人はいますか?

1つの方法は、各ビットの配列または値を格納し(したがって、32ビット配列の場合はこれらのうち32個が必要です)、ターゲット値の各ビットに一致する値のみを検索することです。これは、Nが32に近づくか、ターゲットにNビットが設定されていない限り、少し役立ちます。私が探しているのは本質的に部分一致であるため、ハッシュや並べ替えは役に立たないようです。

正確に正しい結果が必要です。これは、並列ハードウェア(GPUやSIMDの使用など)にアクセスせずに機能する必要があります。

私はC++を使用しますが、アルゴリズムやアイデアへのいくつかのポインターで問題ありません。最も可能性の高いケースは、M=100000およびN=8であり、頻繁に呼び出されます。

繰り返しになりますが、完全に一致するのではなく、部分的に一致する必要があります(item = 011000 match target = 001000など)。Mアイテムは事前にわかっていますが、ターゲットの可能な値は何でもかまいません。

私はついにブルートフォースに固執することにしました。80,000アイテムの場合、他に何もする価値はありません。データセットのサイズが8億に近い場合は、それだけの価値があると思います。

4

5 に答える 5

2

ビット単位の trieを作成できます。

トライをトラバースする場合、ターゲットの各 0 に対して、両方のブランチをトラバースする必要があります。

編集簡単な実装をテストした後、このアプローチはお勧めしません。ブルート フォース アプローチは、これよりも ~100 高速でした。

于 2011-08-25T22:00:31.103 に答える
2

この問題を別の観点から見てみませんか?.. 整数のセットを 1 次元の画像の集合と考えてください。Aそれらを整理する方法の 1 つは、各画像を 2 つの部分に分割しB、すべての画像をカテゴリ別に並べ替えることです。

  1. AゼロのみをB含み、いくつかのビットが設定されている (少なくとも 1 つ)を含む
  2. A一部のビット セットをB含み、ゼロのみを含む
  3. AいくつBかのビットセットが含まれています (1 と 2 のスーパーセット)
  4. ABゼロのみを含む

次に、ターゲット/マスクを同じパーツに分割し、同じ方法で分類します。その後、次のことを推測できます (ターゲット/マスク カテゴリ別):

  1. カテゴリ 2 と 4 の写真をスキップできます
  2. カテゴリ 1 と 4 の画像をスキップできます
  3. カテゴリ 4 から画像をスキップできます
  4. すべての写真はこのターゲット/マスクに一致します

次のレベルのパーツABは、再び分割されます (つまり、4 つのパーツがあります)。

もちろん、速度が上がるとは思っていません。ただし、設定されるビットがそれほど多くない一部のデータ セットでは (ビットベース ツリーのバリアントとは対照的に)、より適切に機能する可能性があります。

更新: Haskell バリアントで 34% 高速化しました:

    benchmarking burte-force list search
    mean: 14.67350 ms, lb 14.65103 ms, ub 14.71614 ms, ci 0.950
    std dev: 153.6920 us, lb 95.70642 us, ub 246.6497 us, ci 0.950

    benchmarking tree-lookup search
    mean: 9.592271 ms, lb 9.564509 ms, ub 9.667668 ms, ci 0.950
    std dev: 216.6084 us, lb 100.3315 us, ub 455.2730 us, ci 0.950

ソースコード:

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}
{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}
{-# LANGUAGE UndecidableInstances #-}

import Control.Arrow (first)
import Control.DeepSeq
import Data.Word
import Data.Bits
import Data.List

import Criterion.Main
import Criterion.Config
import System.Random

class BitmapsCollection a where
    type BitmapOf a
    bitmapsCollection :: [BitmapOf a] -> a
    findMaskedPattern :: a -> BitmapOf a -> [BitmapOf a]

-- Plain lookup through array
newtype BitmapsList p = BitmapsList [p]
    deriving (Show, NFData)

instance Bits p => BitmapsCollection (BitmapsList p) where
    type BitmapOf (BitmapsList p) = p
    bitmapsCollection = BitmapsList
    findMaskedPattern (BitmapsList xs) m = filter (\e -> e .&. m == m) xs

-- Tree of bitmap partitions
data Bits p => BitmapsCoverTree p = EmptyBitmapsCoverNode
                                  | BitmapsCoverNode (p,p) (BitmapsCoverTree p) (BitmapsCoverTree p) [p] [p]
                                  | LeafBitmapsCoverNode [p]
    deriving Show

instance (Bits p, NFData p) => NFData (BitmapsCoverTree p) where
    rnf EmptyBitmapsCoverNode = ()
    rnf (LeafBitmapsCoverNode xs) = rnf xs
    rnf (BitmapsCoverNode mask node1 node2 category3 category4) = mask `deepseq` node1 `deepseq` node2 `deepseq` category3 `deepseq` rnf category4

data BitmapCoverCategory = CoverA | CoverB | CoverAB | CoverZero

coverCategory :: Bits a => (a, a) -> a -> BitmapCoverCategory
coverCategory (maskA, maskB) x = case (x .&. maskA, x .&. maskB) of
                                     (0, 0) -> CoverZero
                                     (0, _) -> CoverB
                                     (_, 0) -> CoverA
                                     _ -> CoverAB

coverCategorize :: Bits a => (a, a) -> [a] -> ([a], [a], [a], [a])
coverCategorize mask = walk (id, id, id, id) where
    category = coverCategory mask
    walk (a, b, ab, z) [] = (a [], b [], ab [], z [])
    walk (a, b, ab, z) (x:xs) = case (category x) of
                                    CoverA -> walk (a . (x:), b, ab, z) xs
                                    CoverB -> walk (a, b . (x:), ab, z) xs
                                    CoverAB -> walk (a, b, ab . (x:), z) xs
                                    CoverZero -> walk (a, b, ab, z . (x:)) xs

suffixMask, prefixMask :: Bits a => Int -> a
suffixMask n = complement 0 `shiftL` n
prefixMask n = complement (suffixMask n)

rangeMask :: Bits a => (Int, Int) -> a
rangeMask (n, m) = suffixMask n .&. prefixMask m

instance Bits p => BitmapsCollection (BitmapsCoverTree p) where
    type BitmapOf (BitmapsCoverTree p) = p
    bitmapsCollection bms = buildCoverNode (0, bitSize (head bms)) bms where
        splitBoundary = 4
        buildCoverNode :: Bits a => (Int, Int) -> [a] -> BitmapsCoverTree a
        buildCoverNode _ [] = EmptyBitmapsCoverNode
        buildCoverNode (n, m) xs | (m - n) < splitBoundary = LeafBitmapsCoverNode xs -- too small
        buildCoverNode (n, m) xs = BitmapsCoverNode mask node1 node2 category3 category4 where
            mm = (n+m) `div` 2

            mask = (rangeMask (n, mm), rangeMask (mm, m))

            (category1, category2, category3, category4) = coverCategorize mask xs

            node1 = buildCoverNode (n, mm) category1
            node2 = buildCoverNode (mm, m) category2

    findMaskedPattern EmptyBitmapsCoverNode _ = []
    findMaskedPattern (LeafBitmapsCoverNode ps) m = filter (\e -> e .&. m == m) ps

    findMaskedPattern (BitmapsCoverNode _ node1 node2 category3 category4) 0 = flatten where
        flatten = findMaskedPattern node1 0 ++ findMaskedPattern node2 0 ++ category3 ++ category4

    findMaskedPattern (BitmapsCoverNode mask node1 node2 category3 category4) m = result where
        targetCategory = coverCategory mask m
        filterTarget = filter (\p -> p .&. m == m)
        result = case targetCategory of
                     CoverA -> findMaskedPattern node1 m ++ filterTarget category3
                     CoverB -> findMaskedPattern node2 m ++ filterTarget category3
                     CoverAB -> filterTarget category3
                     CoverZero -> category1 ++ category2 ++ category3 ++ category4

        category1 = findMaskedPattern node1 0
        category2 = findMaskedPattern node2 0


main = do
    gen <- getStdGen
    let size = 1000000
        bitmaps :: [Word32]
        (bitmap, genm) = first fromIntegral (random gen :: (Int, StdGen))
        bitmaps = map fromIntegral (take size (randoms genm) :: [Int])
        bitmapsList = bitmapsCollection bitmaps :: BitmapsList Word32
        bitmapsTree = bitmapsCollection bitmaps :: BitmapsCoverTree Word32

    bitmapsList `deepseq` bitmapsTree `deepseq` return ()

    defaultMainWith defaultConfig (return ()) [
        bench "burte-force list search" $ nf (findMaskedPattern bitmapsList) bitmap,
        bench "tree-lookup search" $ nf (findMaskedPattern bitmapsTree) bitmap
        ]

更新: C++11 コードの種類。ブルートフォースでは 10.9444 ミリ秒、このアルゴリズムでは 8.69286 ミリ秒になります。オンになっているビットの分布の出力をよりまばらにすることでごまかしました。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <random>
#include <functional>
#include <cassert>
#include <memory>


#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>

// benchmark boiler plate code
double cputime()
{
    struct rusage usage;
    int check = getrusage( RUSAGE_SELF, &usage );
    assert(check == 0);
    return (usage.ru_utime.tv_sec + usage.ru_utime.tv_usec*1.0e-6);
    //return (((double)clock())/((double)CLOCKS_PER_SEC));
}

double measure(std::function<void()> func, size_t iterations)
{
    double t1, t2;
    size_t i;
    t1 = cputime();
    for(i = 0; i < iterations; ++i) func();
    t2 = cputime();
    return (t2 - t1);
}

std::pair<std::string, double> human(double value)
{
    static const std::vector<std::pair<std::string, double>> prefixes = {
        { "pico",  1e-12 },
        { "nano",  1e-9  },
        { "micro", 1e-6  },
        { "milli", 1e-3  },
        { "",      1     },
        { "kilo",  1e3   },
        { "mega",  1e6   },
        { "giga",  1e9   },
        { "tera",  1e12  }
    };

    for(auto it = prefixes.begin(); it != prefixes.end(); ++it)
    {
        if (it->second > value) 
        {
            auto prev = *(--it);
            return std::pair<std::string, double>(prev.first, value/prev.second);
        }
    }
    auto last = *prefixes.rbegin();
    return std::pair<std::string, double>(last.first, value/last.second);
}

void bench(std::string name, std::function<void()> func, double bench_seconds = 10)
{
    const double accurate_seconds = 0.1;

    std::cout << "benchmarking " << name << std::endl
              << "estimating iterations" << std::endl;
    size_t base_iterations = 1;
    double base_seconds = measure(func, base_iterations);
    while(base_seconds < accurate_seconds)
    {
        base_iterations *= 2;
        base_seconds = measure(func, base_iterations);
    }

    const size_t iterations = bench_seconds * base_iterations / base_seconds;
    const double estimated_seconds = iterations * base_seconds / base_iterations;
    std::cout << "estimated time " << estimated_seconds << " seconds (" << iterations << " iterations)" << std::endl;

    const double seconds = measure(func, iterations);
    const auto ips = human(iterations / seconds);
    const auto spi = human(seconds / iterations);
    std::cout << "benchmark took " << seconds << " seconds" << std::endl
              << "average speed " << ips.second  << ' ' << ips.first << " iterations per second" << std::endl
              << "average time " << spi.second << ' ' << spi.first << " seconds per iteration" << std::endl;
}

// plain brute-force lookup
template<class iterator>
std::list<typename iterator::value_type> brute_lookup(const typename iterator::value_type pattern, iterator begin, const iterator &end)
{
    typedef typename iterator::value_type value_type;
    std::list<value_type> result;

    for(;begin != end; ++begin)
    {
        if ((*begin & pattern) == pattern) result.push_back(*begin);
    }

    return result;
}

// tree-traversing lookup

template<class _value_type>
struct cover_node
{
    typedef _value_type value_type;

    value_type mask_a, mask_b;
    std::auto_ptr<cover_node<value_type>> node_a, node_b;
    std::vector<value_type> category_ab, category_zero;
};


template<class _value_type>
std::ostream &pprint(std::ostream &s, const std::auto_ptr<cover_node<_value_type>> &node, const std::string indent = "")
{
    if (!node.get())
    {
        s << indent << "cover_node: (null)" << std::endl;
        return s;
    }

    s << indent
      << "cover_node: mask = " << std::hex << node->mask_a << "/" << node->mask_b
      << ", leafs = " << std::dec << node->category_ab.size() << "/" << node->category_zero.size() << std::endl;

    const std::string sub = indent + "  ";
    pprint(s, node->node_a, sub);
    return pprint(s, node->node_b, sub);
}

enum class cover_category { a, b, ab, zero };

template<class vt>
cover_category
identify_cover(const vt mask_a, const vt mask_b, const vt x)
{
    const auto a = (x & mask_a) != 0;
    const auto b = (x & mask_b) != 0;

    if (!a)
    {
        if (!b) return cover_category::zero;
        else return cover_category::b;
    }
    else
    {
        if (!b) return cover_category::a;
        else return cover_category::ab;
    }
}

template<class vt>
vt bitmask(const size_t n, const size_t m)
{
    return (~0 << n) & ~(~0 << m);
}

template<class iterator>
std::auto_ptr<cover_node<typename iterator::value_type>>
build_cover_node(size_t n, size_t m, iterator begin, const iterator &end)
{
    const size_t split_boundary = 4;

    typedef typename iterator::value_type value_type;
    std::auto_ptr<cover_node<value_type>> node(new cover_node<value_type>);

    if ((m - n) < split_boundary) // too small group
    {
        // overlapped mask for simplification of sub-tree into list
        node->mask_a = ~0;
        node->mask_b = ~0;
        node->category_ab.insert(node->category_ab.end(), begin, end);
        return node;
    }

    std::list<value_type> category_a, category_b;

    const size_t h = (n + m) / 2;

    node->mask_a = bitmask<value_type>(n, h);
    node->mask_b = bitmask<value_type>(h, m);
    auto &category_ab = node->category_ab;
    auto &category_zero = node->category_zero;

    // categorize
    for(;begin != end; ++begin)
    {
        switch(identify_cover(node->mask_a, node->mask_b, *begin))
        {
        case cover_category::a:
            category_a.push_back(*begin);
            break;
        case cover_category::b:
            category_b.push_back(*begin);
            break;
        case cover_category::ab:
            category_ab.push_back(*begin);
            break;
        case cover_category::zero:
            category_zero.push_back(*begin);
            break;
        }
    }

    // build sub-nodes
    if (!category_a.empty()) node->node_a = build_cover_node(n, h, category_a.begin(), category_a.end());
    if (!category_b.empty()) node->node_b = build_cover_node(h, m, category_b.begin(), category_b.end());

    return node;
}

template<class _value_type>
struct cover_walker
{
    typedef _value_type value_type;
    typedef cover_node<value_type> node_type;

    cover_walker(value_type target_pattern, const node_type &root_node) :
        target(target_pattern)
    { 
        walk(root_node);
    }

    const std::list<value_type> &get_result() const
    {
        return result;
    }

private:
    value_type target;

    std::list<value_type> result;

    template<class Container>
    void filtered_add(const Container &xs)
    {
        for(auto it = xs.begin(); it != xs.end(); ++it)
        {
            const auto &x = *it;
            if ((x & target) == target) result.push_back(x);
        }
    }

    template<class Container>
    void add(const Container &xs)
    {
        result.insert(result.end(), xs.begin(), xs.end());
    }

    void flatout(const node_type &node)
    {
        if (node.node_a.get()) flatout(*node.node_a);
        if (node.node_b.get()) flatout(*node.node_b);
        add(node.category_ab);
        add(node.category_zero);
    }

    void walk(const node_type &node)
    {
        const auto &mask_a = node.mask_a;
        const auto &mask_b = node.mask_b;

        if (mask_a == mask_b)
        {
            filtered_add(node.category_ab);
            return;
        }

        switch(identify_cover(mask_a, mask_b, target))
        {
        case cover_category::a:
            if (node.node_a.get()) walk(*node.node_a);
            filtered_add(node.category_ab);
            break;

        case cover_category::b:
            if (node.node_b.get()) walk(*node.node_b);
            filtered_add(node.category_ab);
            break;

        case cover_category::ab:
            filtered_add(node.category_ab);
            break;

        case cover_category::zero:
            flatout(node);
            break;
        }
    }

};


int main()
{
    std::mt19937 rng;
    std::uniform_int_distribution<uint32_t> uint_dist;

    const auto bitmap = uint_dist(rng);
    //const uint32_t bitmap = 0;

    std::vector<uint32_t> bitmaps;
    bitmaps.resize(10000000);

    //for(auto it = bitmaps.begin(); it < bitmaps.end(); ++it) *it = uint_dist(rng);
    for(auto it = bitmaps.begin(); it < bitmaps.end(); ++it) *it = uint_dist(rng) & uint_dist(rng) & uint_dist(rng); // sparse

    const auto brute = [&bitmaps, bitmap](){
        brute_lookup(bitmap, bitmaps.begin(), bitmaps.end());
    };

    std::auto_ptr<cover_node<uint32_t>> cover_tree = build_cover_node<std::vector<uint32_t>::const_iterator>(0, 32, bitmaps.begin(), bitmaps.end());
    pprint(std::cout, cover_tree);

    const auto traversal = [&cover_tree, bitmap]() {
        cover_walker<uint32_t>(bitmap, *cover_tree).get_result();
    };

    bench("brute-force array search", brute);
    bench("tree-traversal search", traversal);


    return 0;
}
于 2011-08-26T21:03:05.197 に答える
1

このソリューションは、M の「1」ビットの数に比例してメモリを消費しますが、かなり高速に実行されるはずです。セット M は静的であり、多数のターゲット マッチング リクエストがあると想定しています。

前処理:

セット M が与えられたら、それを昇順に並べ替えます。次に、ビットごとに 1 つのスロットを含む配列を作成します。32 ビットの数値を使用しているため、32 スロットの配列が必要です。この配列を呼び出します: MBit[0..31]。各スロットには、リンクされたリストへのポインターが含まれています (MPtr と呼びます)。リンクされたリストには、対応するビットが設定されている M からの番号が含まれています。たとえば、ビット 3 が設定されている M からのすべての数値は、リンクされたリスト MBit[3].MPtr で見つかります。

基本的なアルゴリズムは、対応するターゲット番号に「1」ビットが設定されている各 MBit リストを処理することです。処理されたすべてのリストに共通する番号のみが選択されます。各 MPtr リストにはソートされた数値が含まれているため、探している数値が見つかる (一致する) か、より大きな数値が見つかる (一致しない) か、リストが使い果たされる (それ以上一致する可能性がない) まで順方向にスキャンできます。

このアプローチの主な欠点は、M からの同じ数値が、「1」ビットと同じ数のリンク リストに表示されることです。これはちょっとした記憶違いですが、どこかに何かを与えなければなりません!

概要:

上で概説したように MBit 配列を構築します。

ターゲット番号の別の配列データ構造を構築します。配列には、ターゲットのビットごとに 1 つのスロットが含まれます (これを TBit[0..31] と呼びます)。各スロットには、リンクされたリスト ポインター (MPtr と呼びます) とブール値 (BitSet と呼びます) が含まれます。BitSet は、Target の対応するビットが設定されているかどうかを示します。

新しいターゲットが与えられた場合:

/* Initialize each slot of TBit to the head of the corresponding MBit Linked list */
if Target == 0 then goto Done      /* Target contains only zero bits - no matches */
for (i = 0; i < 32; i++) {         /* Bit 0 is LSB, Bit 31 is MSB */
   TBit[i].MPtr = MBit[i].MPtr     /* List of numbers with bit i set */
   TBit[i].BitSet = (Target && 1)  /* Target bit i set? */
   Target = Target >> 1            /* Shift 1 bit right */
}

/* Iterate until one of the linked lists in TBit is exhausted */
for(;;) {
   First1Bit = False          /* Found first '1' bit in Target for this iteration */
   AcceptCandidate = True     /* Assume Candidate number matches all '1' bits in Target */
   for (i = 0; i < 32 & AcceptCandidate; i++) { /* For each bit in TBit Array... */
      if !TBit[i].BitSet then iterate          /* Target bit is zero, nothing to add */
      if !First1Bit then {                     /* First Target '1' bit, initialize for iteration */
         if TBit[i].MPtr == Nil then goto Done /* List exhausted, no more matches possible */
         Candidate = value(TBit[i].MPtr)       /* Candidate Number from linked list */
         TBit[i].MPtr = next(TBit[i].MPtr)     /* setup for next cycle */
         First1Bit = True                      /* First 1 bit for this cycle completed */
      } else {
         /* Scan list until Candidate or larger number found... */
         while (TBit[i].MPtr != Nil & value(TBit[i].MPtr) < Candidate) {
            TBit[i].MPtr = next(TBit[i].MPtr)
         }
         if TBit[i].MPtr = Nil then goto Done  /* List exhausted, no more matches possible */
         AcceptCandidate = (value(TBit[i].MPtr) == Candidate)
      }
   }
   if AcceptCandidate then {
      /* Candidate contains a '1' bit in the same positions Target contains a '1' bit */
      /* Do what you need to do with Candidate */
   }
}
Done: /* No further matches on Target are possible */ 

上記のアウトラインには多くの最適化が見られますが、これは良い出発点になると考えました。

于 2011-08-25T18:17:29.650 に答える
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一般的方法。

ビットごとにツリーを構築します。レベル1のノードは最初のビットであり、レベル2のノードは2番目のビットです...

マスクを取得すると、それを無効にするだけで、ツリーのどの部分を除外する必要があるかがわかります。
関連するトラフノードのみをすばやくトラバースできます。

N_bitsスペースソリューション*
この整数を所定の位置に並べ替え、バイナリ検索を使用してこのツリーをトラバースするだけです。

複雑さO(N_​​results * N_bits))

ブルートフォースO(N)と比較して、3倍速く実行されているように見えます。しかし、これはc ++での私の最初のコードなので、何かを見逃した可能性があります。コードについてのコメントもかっこいいでしょう。

コードはどのように機能しますか?
使用するデータ構造のみが、入力のソートされた配列です。各ステップで、バイナリ検索を使用して境界
に基づいて配列を2つの部分に分割します 。マスク[深さ]が1の場合、このツリーの左側に移動する必要はありません。いずれの場合も右側に移動する必要があります。std::lower_bound();

0xFFFFFFFFのようなマスクを配置すると、常に正しく実行され、log(n)時間で実行されます。マスク0x00000000を配置すると、すべてのソリューションが返されるため、左右両方の各ステップで実行され、ナイーブループよりもパフォーマンスが低下します。 。配列のサイズが10未満になると(変更可能)、単純なアプローチを使用して、出力ベクトルのすべての解を返します。

長さ100kおよびマスク0x11111111(8ビット)のランダム入力ベクトルでは、ナイーブループの2倍の速度で実行されます。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

void find_masks(const int mask,const int bound,const int depth,const vector<int>::iterator begin,const vector<int>::iterator end, vector<int> &output )
{
    vector<int>::iterator i,split;
    if( ( distance(begin,end)<10 ) | (depth==0) ) //if less than 10 we just bruteforce it is also stopping condition
    {
        for(i=begin; i!=end; i++)
        {
            if(mask == (int)(mask & (*i)))
            {
                output.push_back(*i);
            }
        }
        return;
    }

    int bitmask =  (1<<depth) ;
    split=lower_bound(begin,end,bound | bitmask );

    if( !(mask & bitmask) ) //go left if mask == 0 at this point
    {
        find_masks(mask,bound,depth-1,begin,split, output );
    }
    find_masks(mask,bound | bitmask ,depth-1,split, end, output );
}


int main ()
{
    vector<int> result,v,bruteforce;
    vector<int>::iterator i;

    //100k random vector
    for(int i=0; i<100000; i++)
    {
        int r=0;
        for(int j=0; j<4; j++)
        {
            r=r<<8;
            r=r^rand();
        }
        v.push_back(r);
    }

    sort(v.begin(),v.end());

    int mask=0xF0F;
    //use sorted vector and binary search for traversing tree
    find_masks(mask,0,31,v.begin(),v.end(), result );

    //use naive loop
    bruteforce.erase(bruteforce.begin(),bruteforce.end());
    for(i=v.begin(); i!=v.end(); i++)
    {
        if(mask == (int)(mask & (*i)))
        {
            bruteforce.push_back(*i);
        }
    }

    cout<<"n solutions binary search " << distance(result.begin(),result.end())<<endl;
    cout<<"n solutions loop "  << distance(bruteforce.begin(),bruteforce.end())<<endl;
    cout<<"are solutions same => " << equal(result.begin(),result.end(),bruteforce.begin());

    return 0;
}
于 2011-08-25T14:25:56.107 に答える
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これは、SQL データベースが得意とするもののようです。(MSB、BitsSet、Value) に複合インデックスを配置すると、結果は非常に高速になります。

IntegerList:
    Value INT
    BitsSet INT
    MSB INT

INSERT INTO IntegerList(Value, BitsSet, MSB) VALUES(@Value, GetBitsSet(@Value), GetMSB(@Value)

SELECT Value FROM IntegerList WHERE MSB = GetMSB(@Target) AND BitsSet >= GetBitsSet(@Target) AND (Value & @Target) = @Target

---GetMSB
DECLARE @b BIGINT
DECLARE @c INT
SELECT @b = 0x80000000
SELECT @c = 32
WHILE (@b <> 0)
BEGIN
    IF (@b & @value) = @b
    BEGIN
        RETURN @c
    END
    SELECT @b = @b / 2
    SELECT @c = @c - 1
END

---GetBitsSet
DECLARE @b BIGINT
DECLARE @c INT
SELECT @b = 0x80000000
SELECT @c = 0
WHILE (@b <> 0)
BEGIN
    IF (@b & @value) = @b
    BEGIN
        SELECT @c = @c + 1
    END
    SELECT @b = @b / 2
END
RETURN @c

ストレート C++ で実行する必要がある場合は、SQL アプローチをエミュレートすることをお勧めします。

int Value、BitsSet、MSB を使用して構造体またはクラスを作成する

1 つは MSB 用に、もう 1 つは BitsSet 用にソートされたノードの 2 つの配列を作成します。

MSB (ターゲットの MSB に一致) 配列と BitsSet (すべての BitsSet >= ターゲットに一致) 配列でバイナリ検索を使用します。

これら 2 つの結果の結合を取得してから、Target & Value == Target チェックを実行します。

于 2011-08-25T13:29:59.297 に答える