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C++与联合运算

unions bitwise-operators performance c++

Martijn Courteaux · 技术社区 · 16 年前

我有两个 char 我想把它们按位“缝合”在一起。

char c1 = 11; // 0000 1011
char c2 = 5;  // 0000 0101
short int si = stitch(c1, c2); // 0000 1011 0000 0101

所以,我首先尝试的是位运算符:

short int stitch(char c1, char c2)
{
    return (c1 << 8) | c2;
}

但这不管用:我有一个 short 等于 c2 ...
(但是: c1 c2级 在我的真实应用程序中是负数。。。也许这是问题的一部分?)

所以,我的第二个解决方案是使用 union :

union stUnion
{
    struct
    {
         char c1;
         char c2;
    }
    short int si;
}

short int stitch(char c1, char c2)
{
    stUnion u;
    u.c1 = c1;
    u.c2 = c2;
    return u.si;
}

就像我想的那样。。。

(2) 最好/最快的方法是什么?

5 回复 | 直到 13 年前

Potatoswatter 12 年前

这个 union si 取决于平台的端部)。

正如您所怀疑的,按位方式的问题是负数。负数由前导1的链表示。所以-5就是一个例子

1111 1011

int 甚至 unsigned int ,它变成

1111 1111 1111 â¦ 1111 1011

当OR被应用时,所有这些1会淹没左移的数据。

char s到 unsigned char 然后到 内景

short int stitch(char c1, char c2)
{
    return ( (int) (unsigned char) c1 << 8) | (unsigned char) c2;
}

或者,如果您可以随意更改参数的类型,并且可以包括 <cstdint>

uint16_t stitch( uint8_t c1, uint8_t c2)
{
    return ( (int) c1 << 8 ) | c2;
}

Chubsdad 16 年前

所以尝试将c1类型转换为无符号int,然后用C2按位或。还返回输出为无符号int。字符提升为int,但我们希望为“unsigned int”

Johannes Schaub - litb 16 年前

原因是 c2 int 在执行按位“或”之前,它会导致符号扩展(假设char是有符号的,并且可以包含负值):

char x1 = -2; // 1111 1110
char x2 = -3; // 1111 1101

short int si = stitch(c1, c2); // 1111 1111 1111 1101

代表 x2 晋升为 内景 1 ,因此它将覆盖 x1 你以前调职的。你可以投给 unsigned char 第一。对于双补码表示,这不会改变最低字节中的位模式。虽然不是绝对必要的,但你可以 c1 到 无符号字符 同样,为了保持一致性(如果short是2字节长,那么这并不重要) c1类

short int stitch(char c1, char c2) {
    return ((unsigned char)c1 << 8) | (unsigned char)c2;
}

jilles 16 年前

shift/or方法一旦修复,就更干净了,因为它不依赖于字节顺序。

除此之外,由于存储到负载转发(STLF)问题,union方法在许多现代cpu上的速度可能较慢。将值写入内存,然后将其作为不同的数据类型读回。如果发生这种情况,许多CPU无法将数据快速发送到负载。加载需要等到存储完全完成(失效),将其数据写入一级缓存。

在没有桶移位器的非常旧的cpu上(移位8需要8个操作),并且顺序执行简单,例如68000,union方法可能更快。

-1

adf88 16 年前

//编辑上面的“联合规则”有一个例外,你可以同时使用前面的这些成员,它们的布局相同。即

union {
    struct {
        char c;
        int i;
        short s;
    } A;
    struct {
        char c;
        int i;
        char c1;
        char c2;
    } B;
};

A.c和A.i可与B.c和B.i同时使用