Question

是否有比使用for循环更好（更快/更有效）的方法对大内存块执行按位操作？在查看选项之后，我注意到std有一个成员std::bitset，并且还想知道在不更改其值的情况下将大内存区域转换为bitset会更好（甚至可能），然后执行操作，然后将其类型切换回正常状态？

编辑/更新：我认为union可能适用于此处，以便为内存块分配new数组int或其他内容，然后将其作为大bitset进行操作}。根据这里所说的内容，似乎可以对整个集合进行操作：http://www.cplusplus.com/reference/bitset/bitset/operators/。

Answer 1

一般来说，没有比for循环更快的神奇方法。但是，您可以通过记住以下几点来简化编译器优化循环：

一次将最大可用整数类型加载到内存中。但是，如果缓冲区的长度不能均匀分配整数类型的大小，则需要小心。
如果可能，在一次循环迭代中操作多个值 - 这应该使编译器的矢量化更加简单。同样，您需要注意缓冲区长度。
如果循环要在短代码段上运行多次，请使用向下计数到零而不是向上的循环索引，并从数组长度中减去它 - 这使得CPU的分支预测器更容易计算发生了什么事。
您可以使用编译器提供的显式向量扩展，但这会降低您的代码的可移植性。
最后，您可以在汇编中编写循环并使用CPU提供的向量指令，但这完全不可移植。
[edit]此外，您可以使用OpenMP或类似的API在多个线程之间划分循环，但如果您在非常大的内存上执行操作，这只会带来改进。

C99带有常量字节的xoring存储器示例，假设long long为128位，缓冲区的开始对齐为16个字节，而不考虑第3点。两个内存缓冲区上的按位运算非常相似。

size_t len = ...;
char *buffer = ...;

size_t const loadd_per_i = 4
size_t iters = len / sizeof(long long) / loads_per_i;

long long *ptr = (long long *) buffer;
long long xorvalue = 0x5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5e5eLL;

// run in multiple threads if there are more than 4 MB to xor
#pragma omp parallel for if(iters > 65536)
for (size_t i = 0; i < iters; ++i) {
    size_t j = loads_per_i*i;
    ptr[j  ] ^= xorvalue;
    ptr[j+1] ^= xorvalue;
    ptr[j+2] ^= xorvalue;
    ptr[j+3] ^= xorvalue;
}

// finish long longs which don't align to 4
for (size_t i = iters * loads_per_i; i < len / sizeof(long long); ++i) {
    ptr[i] ^= xorvalue;
}

// finish bytes which don't align to long
for (size_t i = (len / sizeof(long long)) * sizeof(long long); i < len; ++i) {
    buffer[i] ^= xorvalue;
}

如何对内存块进行按位操作（C ++）

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