c++ - 使用 bitset 代替手写的位操作代码？

Question

在手写的地方使用 bitset 是否有任何性能损失/增益？

如何在运行时使用 bitset 构建以下内容

• 将 2 到 5 之间的所有位设为零，即11110011.

Answer 1

黄金法则：

不要过早优化！

在 99% 的情况下，Bitset足够快，并且具有作为一个通用概念的优势，因此它既更具可读性，又不易出现实现错误。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. 它已经足够快了；和
2. 如果速度不够快，它真的把大部分时间都花在了位操作上吗？

根据 80-20 规则，您可能会在更快地编写其他代码时获得更大的回报。嘿，如果事实证明您确实需要提高比特旋转速度，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）如果您想优化性能）。

Answer 2

您的第二个问题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;
}

mask为给定的两个位位置提出一个表达式需要一些数学知识。

[编辑] 好的，这是数学。诀窍是这(1UL << X) -1是一个序列X。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

对于像上面这样的简单示例，一个体面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。