unsigned char reverse8( unsigned char c )
unsigned long func(unsigned long x)
x&=x-1;
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但是更加詳細的說明如下:
這兩個函式極很是巧妙,作了平行計算。
先看問題1: 反轉乙個位元組。
它的演算法是這樣的: 首先是2位2位為一組,交換前一半和後一半。再4位4位為一組,交換前一半和後一半。再8位為一組,交換前一半和後一半
。可能還有點說不清楚。我舉個例子。
將1 2 3 4 5 6 7 8 反轉。
(1)2個2個為一組,交換前一半和後一半, 變成。
2 1 4 3 6 5 8 7
(2)4個4個為一組,交換前一半和後一半, 變成
4 3 2 1 8 7 6 5
(3)再8個為一組,交換前一半和後一半, 變成
8 7 6 5 4 3 2 1
反轉成功。
這樣的演算法本來很是簡單,很容易用數學歸納法證明其正確。這函式, 巧妙就巧妙在作了平行計算,分組,它一次就計算完了。
先看第乙個語句。c = ( c & 0x55) << 1 | ( c & 0xaa ) >> 1;
0x55其實就是01010101, 0xaa就是10101010
假設 c=abcdefgh
c & 0x55 = 0b0d0f0h, c & 0xaa = a0c0e0g0
跟著,前者左移一位, b0d0f0h0, 後者右移一位, 0a0c0e0g, 再乙個|運算,就兩位兩位交換了位置。
想象一下,你有乙個長紙條,分成一格一格,每格寫乙個字,假如你將紙條每隔一格剪乙個小洞,滑一格,覆蓋在原來的紙條上,你就會看到兩個兩個字交換了位置。
(注: |運算可以換成+運算,想一想為什麼)
第二個語句。 c = ( c & 0x33 ) << 2 | ( c & 0xcc ) >> 2;
0x33 = 00110011, 0xcc=11001100。
第三個語句。c = ( c & 0x0f ) << 4 | ( c & 0xf0 ) >> 4;
0x0f = 00001111, 0xf0=11110000.
這兩個語句的作用也是 分組,將一半位變成0,移位滑動,跟著再組合,就分組交換了位置。
不防想象兩個小紙條剪洞疊加。
這方法應該可以推廣。
理解了問題1,也就很容易理解問題2了.
問題2: 判斷32位整數二進位制中1的個數。
和問題1一樣,也是採用了分組平行計算。
基本方法是: 2位2位為一組,相加,看看有幾個1。再4位4位為一組,相加,看看有幾個1......
還是說的不太明白。接著分析。
為了簡單說明,先看看8位的情形。相應地,函式裡面的語句變成。
x = (x & 0x55) + ((x >> 1) & 0x55); (1)
x = (x & 0x33) + ((x >> 2) & 0x33); (2)
x = (x & 0x0f) + ((x >> 4) & 0x0f); (3)
return x;
假設x=abcdefgh. 0x55=01010101
x & 0x55 = 0b0d0f0h. (x>>1) & 0x55 = 0a0c0e0g。相加。就可以知道2位2位一組1的個數。
比如x=11111111
x= (x & 0x55) + ((x >> 1) & 0x55); 之後x=10101010。你2位2位地看,10=2, 就是2 2 2 2, 就是說各組都是2個1。
比如x=00101001
x= (x & 0x55) + ((x >> 1) & 0x55); 之後x=00010101。你2位2位地看,就是0 1 1 1, 前1組只有0個1,後面的組都是1個1。
好啦。再來看。0x33=00110011。
x=abcdefgh.
x=(x & 0x33)+((x >> 2)&0x33); 相當於, 00ab00ef + 00cd00gh。
因為語句(1)之後。ab指示了頭兩位有多少個1,cd指示了下兩位有多少個1。相加00ab+00cd就指示前4位有多少個1。這樣就是4位4位為一組。注意這樣的分組,組與組之間永遠都不會產生進製的。正因為不會產生進製,才可以分開來看。
好啦。下面的過程都是一樣的,不再多說。
8位,16位,32位都一樣。
反過來推導,基本思想還是2分法。
給你乙個x,設f(x,n)表示x中2進製位1的個數,則
f(x)=f(x & 0x0000fffful) + f((x >> 16) & 0x0000fffful)
乙個32位的化成兩個16位的,16位的再化成兩個8位的,而且可以就在x上進行計算,保持數量不變,一直1位的x本身32位。
再從前面往後走
unsigned long func(unsigned long x)
經典 反轉乙個位元組
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