设置和取消设置64位整数中的特定位

Question

好的，我想要的是非常直接的：

• 设置数字的第N位（=使其为'1'）
• 取消设定数字的第N位（=使其为'0'）

到目前为止，这是我的代码（以2个宏的形式）：

#define SETBIT(X,Y)     X|=(1ULL<<(Y))
#define UNSETBIT(X,Y)   X&=(~(1ULL<<(Y)))

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他们都工作正常。事情是：

• 有什么可以优化的吗？
• 它可以更快吗？

（两种操作都应该每秒执行数百万次，因此性能非常重要。）

Answer 1

你可以通过摆脱宏来略微加快编译时间，但这就是它。比特小的速度足够快，所以它应该不是问题。

这是这样做的惯用方式，我不会改变一件事。

Answer 2

这是在C中设置和清除位的标准方法。

如果您希望可能加速这些宏，您可以查看这些操作的Linux程序集实现。

例如，对于x86：

http://lxr.linux.no/linux/arch/x86/include/asm/bitops.h

查找__clear_bit和__set_bit内联函数。

Answer 3

这些宏是最优的和惯用语，因此如果要进行优化，编译器可能会识别这些表达式。

你可能获得的唯一加速是......如果有更好的选择，可以避免使用它们。如果您经常进行相同的多位操作（例如，打开位0,2和4），您可以通过执行所有这些操作来获得某些操作。单个或而不是使用多个SETBIT s。

Answer 4

首先，您应该将宏修复为：

#define SETBIT(X,Y)     ( (X) |= 1ULL << (Y) )
#define UNSETBIT(X,Y)   ( (X) &= ~(1ULL << (Y)) ) )

这样，像SETBIT(a, 2) + 1;这样的代码会更像预期，SETBIT(1+a, 2);会产生预期错误。

您可能永远不会以这种方式使用宏，但是额外的括号无论如何都是免费的，并且解决与宏相关的问题可以是这样的PITA，它总是将额外的()或{}放在宏周围

附加：使用内联汇编和CPU进行位旋转操作，假设Y在编译时不可知，UNSETBIT可以更快，避免使用NOT ... Pseudocode：

X = X OR (0xFFFFFFFFFFFFFFFE ROL Y)

然后，虽然这些宏的效率与它一样高（C编译器应该将它们优化为理想的汇编指令），但您应该提供宏来操作几个位，例如：

#define SET2BITS(X, B1, B2)     ( (X) |= 1ULL << (B1) | 1ULL << (B2) )

在某些情况下，使用内部表达式的函数式宏也可能更有效（尽管编译器优化可能会达到相同的最终结果）：

#define BITSETVAL(X, B)     ( (X) | 1ULL << (B) )