Question

我一直在看这些有趣的面试问题。人们有一个问题，即在给定两位索引的情况下，应该编写代码以在64位整数中翻转两位。在玩了一段时间之后，我想出了以下代码，这比教科书中给出的解决方案更快，因为它没有任何分支：

uint64_t swapbits(uint64_t n, size_t i, size_t j)
{
  // extract ith and jth bit
  uint64_t bi = ((uint64_t) 0x1 << i) & n;
  uint64_t bj = ((uint64_t) 0x1 << j) & n;

  // clear ith and jth bit in n
  n ^= bi | bj;

  n ^= (bi >> i) << j;
  n ^= (bj >> j) << i;

  return n;
}

我的问题基本上如下：有更快的方法吗？

编辑：这是另一个实现作为参考：

uint64_t swapbits(uint64_t x, size_t i, size_t j)
{
  if(((x >> i) & 1) != ((x >> j) & 1)) {
    x ^= (1L << i) | (1L << j);
  }
  return x;
}

使用编译器优化，后者在Core i7 4770上的速度慢了约35％。正如我在评论中所说，我对是否有任何有趣的技巧非常感兴趣。我已经看到了一些非常聪明的小动作技巧，只需几条指令即可完成相当复杂的工作。

Answer 1

这是一个只使用7次操作的解决方案。请注意，即使i == j。

也可以

uint64_t swapbits(uint64_t n, size_t i, size_t j)
{
    uint64_t x = ((n >> i) ^ (n >> j)) & 1; // x = 1 bit "toggle" flag
    return n ^ ((x << i) | (x << j));       // apply toggle to bits i and j
}

说明：仅当索引i和j处的原始位不同（10或01）时，x才等于1，因此需要切换。否则它为零，并且位保持不变（00或11）。然后，我们将此切换位应用于原始位（即使用原始位对其进行异或）以获得所需的结果。

尽可能快地交换整数中的两位

1 个答案: