unsigned char in = 22; //This is your input number
unsigned char out = 0;
in = in - ((in>>1) & 0x55);
in = (in & 0x33) + ((in>>2) & 0x33);
out = ((in + (in>>4) & 0x0F) * 0x01) ;
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
unsigned int bit_count_uint8(uint8_t x)
{
uint32_t n;
n = (uint32_t)(x * 0x08040201UL);
n = (uint32_t)(((n >> 3) & 0x11111111UL) * 0x11111111UL);
/* The "& 0x0F" will be optimized out but I add it for clarity. */
return (n >> 28) & 0x0F;
}
/*
This "parallel counting" version also works, but is more suitable for
"large" integers (usually > 32 bits) than small ones like 8-bit.
unsigned int bit_count_uint8_parallel(uint8_t x)
{
x = x - ((x >> 1) & 0x55);
x = (x & 0x33) + ((x >> 2) & 0x33);
x = ((x + (x >> 4)) & 0x0F);
return x;
}
*/
/* C23 compatible interface */
#if CHAR_BIT == 8
static inline \
unsigned int stdc_count_ones_uc(unsigned char value) {
return bit_count_uint8(value);
}
#endif
#ifdef __ARM_NEON
/* ARM C Language Extensions (ACLE) recommends us to check __ARM_NEON before
including <arm_neon.h> */
#include <arm_neon.h>
unsigned int bit_count_uint8(uint8_t x)
{
/* Set all lanes at once so that the compiler won't emit instruction to
zero-initialize other lanes. */
uint8x8_t v = vdup_n_u8(x);
/* Count the number of set bits for each lane (8-bit) in the vector. */
v = vcnt_u8(v);
/* Get lane 0 and discard other lanes. */
return vget_lane_u8(v, 0);
}
#endif
8条答案
按热度按时间nqwrtyyt1#
问题How to count the number of set bits in a 32-bit integer?中建议的算法通常适用于8位:
字符串
这是一个简单的情况下,缩短常数的最低有效的8位,并删除最后24位右移。同样,它可以适应16位使用8位移位。请注意,在8位的情况下,32位算法的机械适应导致冗余
* 0x01
可以省略。lsmd5eda2#
对于8位变量,最快的方法是使用查找表。
构建一个包含256个值的数组,每个值对应一个8位组合。每个值都应包含其相应索引中的位数:
字符串
获得组合的计数与从
bit_count
数组中查找值是相同的。这种方法的优点是非常快。您可以使用一个简单的程序来生成数组,该程序以缓慢的方式逐位计数:
型
(demo that generates the table)中的值。
如果要用一些CPU周期换取内存,可以使用16字节的查找表进行两次4位查找:
型
Demo的一个。
s3fp2yjn3#
我想你正在寻找8位的汉明权重算法?如果是真的,下面是代码:
字符串
exdqitrt4#
计数不同于0的数字的个数也称为Hamming Weight。在本例中,您正在计数1的个数。
Dasblinkenlight为您提供了一个表驱动的实现,而Olaf为您提供了一个基于软件的解决方案。我认为您还有两个其他潜在的解决方案。第一个是使用编译器扩展,第二个是使用ASM特定的指令与C的内联汇编。
对于第一个替代方案,请参阅GCC的
__builtin_popcount()
。(感谢Artless Noise)。对于第二种选择,您没有指定嵌入式处理器,但我将提供这种情况下,它的ARM为基础。
一些ARM处理器有
VCNT
指令,它会为你执行计数。所以你可以用C语言的内联汇编来完成:字符串
参见Fastest way to count number of 1s in a register, ARM assembly。
为了完整起见,这里是Kernighan的位计数算法:
型
参见Please explain the logic behind Kernighan's bit counting algorithm。
ia2d9nvy5#
我做了一个优化的版本。使用32位处理器,利用乘法,移位和掩码可以为相同的任务编写更小的代码,特别是当输入域很小(8位无符号整数)时。
字符串
stdc_count_ones_uc()
的新API(在头文件<stdbit.h>
中定义)。我在上面的示例代码中添加了一个兼容性 Package 器。)*技术说明
(((uint32_t)(x * 0x08040201U) >> 3) & 0x11111111U) % 0x0F
)的上述算法的变体实际上产生更大的代码,因为需要在div
指令之后移动返回值(mov eax,edx
)的余数寄存器。说明
我将字节
x
的8位从MSB到LSB表示为 a、b、c、d、e、f、g 和 h。型
确认
我并不认为我的算法是完全原创的。
Sean Eron安德森的Bit Twiddling Hacks页面提到了这个算法的一个版本,使用64位处理器,可以计算14位整数的设置位数(14位限制来自模运算):
型
这就是我写一个使用32位处理器的版本的灵感。
xzv2uavs6#
也许不是最快的,但很简单:
字符串
euoag5mw7#
对于8/16位MCU,循环很可能比并行加法方法更快,因为这些MCU每个指令不能移位超过一位,因此:
字符串
对于cnt的增量,你可以分析一下。如果仍然太慢,一个assignment实现可能值得尝试使用carry flag(如果可用)。虽然我一般反对使用汇编优化,但这样的算法是少数几个好的例外之一(仍然是在C版本失败之后)。
如果你可以省略Flash,@dasblinkenlight提出的查找表可能是最快的方法。
只是一个提示:对于某些架构(特别是ARM和x86/64),gcc有一个内置的:
__builtin_popcount()
,如果可用的话,你也可以尝试一下(尽管它至少需要int)。这可能需要一个CPU指令-你不能得到更快,更紧凑。iyzzxitl8#
请允许我发布第二个答案。这是具有高级SIMD扩展( neon )的ARM处理器的最小可能。它甚至比
__builtin_popcount()
更小(因为__builtin_popcount()
针对unsigned int
输入进行了优化,而不是uint8_t
)。字符串