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是否有用于反转位顺序的内置函数

  •  26
  • Roast  · 技术社区  · 15 年前

    基本上,我想反转字节中的位顺序,使最低有效位变成最高有效位。

    例如: 会变成

    其中一种方法是,如果遵循以下伪代码,则使用位运算:

    for (i = 0; i<8; i++)
    {
      Y>>1
      x= byte & 1
      byte >>1
      y = x|y;
    }
    

    我想知道是否有一个函数可以让我在某个地方做这一切 . 另外,你知道这种手术的术语吗?我肯定有,但我现在记不起来了。

    谢谢

    7 回复  |  直到 8 年前
        1
  •  49
  •   digEmAll    15 年前

    我决定做一些关于反转方法的性能测试。

    使用 Chad's link

    public static byte[] BitReverseTable =
    {
        0x00, 0x80, 0x40, 0xc0, 0x20, 0xa0, 0x60, 0xe0,
        0x10, 0x90, 0x50, 0xd0, 0x30, 0xb0, 0x70, 0xf0,
        0x08, 0x88, 0x48, 0xc8, 0x28, 0xa8, 0x68, 0xe8,
        0x18, 0x98, 0x58, 0xd8, 0x38, 0xb8, 0x78, 0xf8,
        0x04, 0x84, 0x44, 0xc4, 0x24, 0xa4, 0x64, 0xe4,
        0x14, 0x94, 0x54, 0xd4, 0x34, 0xb4, 0x74, 0xf4,
        0x0c, 0x8c, 0x4c, 0xcc, 0x2c, 0xac, 0x6c, 0xec,
        0x1c, 0x9c, 0x5c, 0xdc, 0x3c, 0xbc, 0x7c, 0xfc,
        0x02, 0x82, 0x42, 0xc2, 0x22, 0xa2, 0x62, 0xe2,
        0x12, 0x92, 0x52, 0xd2, 0x32, 0xb2, 0x72, 0xf2,
        0x0a, 0x8a, 0x4a, 0xca, 0x2a, 0xaa, 0x6a, 0xea,
        0x1a, 0x9a, 0x5a, 0xda, 0x3a, 0xba, 0x7a, 0xfa,
        0x06, 0x86, 0x46, 0xc6, 0x26, 0xa6, 0x66, 0xe6,
        0x16, 0x96, 0x56, 0xd6, 0x36, 0xb6, 0x76, 0xf6,
        0x0e, 0x8e, 0x4e, 0xce, 0x2e, 0xae, 0x6e, 0xee,
        0x1e, 0x9e, 0x5e, 0xde, 0x3e, 0xbe, 0x7e, 0xfe,
        0x01, 0x81, 0x41, 0xc1, 0x21, 0xa1, 0x61, 0xe1,
        0x11, 0x91, 0x51, 0xd1, 0x31, 0xb1, 0x71, 0xf1,
        0x09, 0x89, 0x49, 0xc9, 0x29, 0xa9, 0x69, 0xe9,
        0x19, 0x99, 0x59, 0xd9, 0x39, 0xb9, 0x79, 0xf9,
        0x05, 0x85, 0x45, 0xc5, 0x25, 0xa5, 0x65, 0xe5,
        0x15, 0x95, 0x55, 0xd5, 0x35, 0xb5, 0x75, 0xf5,
        0x0d, 0x8d, 0x4d, 0xcd, 0x2d, 0xad, 0x6d, 0xed,
        0x1d, 0x9d, 0x5d, 0xdd, 0x3d, 0xbd, 0x7d, 0xfd,
        0x03, 0x83, 0x43, 0xc3, 0x23, 0xa3, 0x63, 0xe3,
        0x13, 0x93, 0x53, 0xd3, 0x33, 0xb3, 0x73, 0xf3,
        0x0b, 0x8b, 0x4b, 0xcb, 0x2b, 0xab, 0x6b, 0xeb,
        0x1b, 0x9b, 0x5b, 0xdb, 0x3b, 0xbb, 0x7b, 0xfb,
        0x07, 0x87, 0x47, 0xc7, 0x27, 0xa7, 0x67, 0xe7,
        0x17, 0x97, 0x57, 0xd7, 0x37, 0xb7, 0x77, 0xf7,
        0x0f, 0x8f, 0x4f, 0xcf, 0x2f, 0xaf, 0x6f, 0xef,
        0x1f, 0x9f, 0x5f, 0xdf, 0x3f, 0xbf, 0x7f, 0xff
    };
    public static byte ReverseWithLookupTable(byte toReverse)
    {
        return BitReverseTable[toReverse];
    }
    public static byte ReverseBitsWith4Operations(byte b)
    {
        return (byte)(((b * 0x80200802ul) & 0x0884422110ul) * 0x0101010101ul >> 32);
    }
    public static byte ReverseBitsWith3Operations(byte b)
    {
        return (byte)((b * 0x0202020202ul & 0x010884422010ul) % 1023);
    }
    public static byte ReverseBitsWith7Operations(byte b)
    {
        return (byte)(((b * 0x0802u & 0x22110u) | (b * 0x8020u & 0x88440u)) * 0x10101u >> 16);
    }
    public static byte ReverseBitsWithLoop(byte v)
    {
        byte r = v; // r will be reversed bits of v; first get LSB of v
        int s = 7; // extra shift needed at end
        for (v >>= 1; v != 0; v >>= 1)
        {
            r <<= 1;
            r |= (byte)(v & 1);
            s--;
        }
        r <<= s; // shift when v's highest bits are zero
        return r;
    }
    public static byte ReverseWithUnrolledLoop(byte b)
    {
        byte r = b;
        b >>= 1;
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        r <<= 1;
        r |= (byte)(b & 1);
        b >>= 1;
    
        return r;
    }
    

    然后我测试了一下,结果如下:

    测试特点:

    • 要反转的100000000个随机字节
    • CPU:AMD Phenom II 955(4核@3.2 GHz)
    • 内存:4GB

    目标框架3.5

    -----------------------------------------------------
    |    Method     | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) |
    -----------------------------------------------------
    | Loop          |   4861859       |   4079554       |
    | Unrolled Loop |   3241781       |   2948026       |
    | Look-up table |   894809        |   312410        |
    | 3-Operations  |   2068072       |   6757008       |
    | 4-Operations  |   893924        |   1972576       |
    | 7-Operations  |   1219189       |   303499        |
    -----------------------------------------------------
    

    目标框架4

    -----------------------------------------------------
    |    Method     | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) |
    -----------------------------------------------------
    | Loop          |   4682654       |   4147036       |
    | Unrolled Loop |   3154920       |   2851307       |
    | Look-up table |   602686        |   313940        |
    | 3-Operations  |   2067509       |   6661542       |
    | 4-Operations  |   893406        |   2018334       |
    | 7-Operations  |   1193200       |   991792        |
    -----------------------------------------------------
    

    因此,查找表方法并不总是最快的:)

        2
  •  14
  •   Henk Holterman    15 年前

    不,BCL里没有这方面的内容。

    但是,假设你想快点:

    • 要获得更快的解决方案,请创建256个条目的查找表。

    我发现 a page 对于这个问题。

        3
  •  3
  •   Hans Passant    15 年前

    您可以在 fxtbook . 第1.14章给出了这些位交换算法:

        static uint bitSwap1(uint x) {
            uint m = 0x55555555;
            return ((x & m) << 1) | ((x & (~m)) >> 1);
        }
        static uint bitSwap2(uint x) {
            uint m = 0x33333333;
            return ((x & m) << 2) | ((x & (~m)) >> 2);
        }
        static uint bitSwap4(uint x) {
            uint m = 0x0f0f0f0f;
            return ((x & m) << 4) | ((x & (~m)) >> 4);
        }
    

    使字节值位反转:

        public static byte swapBits(byte value) {
            return (byte)(bitSwap4(bitSwap2(bitSwap1(value))));
        }
    

        4
  •  3
  •   Conrad Frix    15 年前

    byte b; 
    b = 0x9D;
    b = (byte)((b * 0x0202020202 & 0x010884422010) % 1023); 
    

    编辑 :忘记了演员

        5
  •  3
  •   Ashkan Mobayen Khiabani    5 年前

    public static byte Reverse(this byte b)
    {
        int a = 0;
        for (int i = 0; i < 8; i++)
            if ((b & (1 << i)) != 0)
                a |= 1 << (7- i);
        return (byte)a;
    }
    
        6
  •  2
  •   t0mm13b    15 年前

    请看这个 bit-twiddling hacks

    int lVal = 0x9D;
    int lNewVal = (int)((((ulong)lVal * 0x0202020202UL) & 0x010884422010UL) % 1023);
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine(string.Format("{0:X2}", lNewVal));
    

    运行此命令时,您会发现该值被反转为0xB9。

        7
  •  1
  •   Stepagrus    8 年前
    private UInt32 BitReverse(UInt32 value)
    {
      UInt32 left = (UInt32)1 << 31;
      UInt32 right = 1;
      UInt32 result = 0;
    
      for (int i = 31; i >= 1; i -= 2)
      {
        result |= (value & left) >> i;
        result |= (value & right) << i;
        left >>= 1;
        right <<= 1;
      }
      return result;
    }
    
        8
  •  0
  •   Eerik    5 年前

    byte Reverse(byte value)
    {
        byte reverse = 0;
        for (int bit = 0; bit < 8; bit++)
        {
            reverse <<= 1;
            reverse |= (byte)(value & 1);
            value >>= 1;
        }
    
        return reverse;
    }
    
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