Question

我知道这很荒谬，但我需要它来进行存储优化。有没有什么好的方法在C ++中实现它？

它必须足够灵活，以便我可以将其用作普通数据类型，例如Vector< int20 >，运算符重载等。

Answer 1

如果存储是您主要关注的问题，我怀疑您需要相当多的20位变量。把它们成对存放怎么样？你可以创建一个代表两个这样的变量的类，并将它们存储在2.5 + 2.5 = 5个字节中。

要方便地访问变量，您可以覆盖[] - 操作符，以便编写：

int fst = pair[0];
int snd = pair[1];

因为您可能希望允许进行操作，例如

pair[1] += 5;

您不希望返回支持字节的副本，而是引用。但是，你不能返回对后备字节的直接引用（因为它会弄乱它的相邻值），所以你实际上需要为后备字节返回代理（反过来）有一个对后备字节的引用）并让代理重载相关的运算符。

事实上，正如@Tony建议的那样，你可以将其概括为一个容纳N个这样的20位变量的通用容器。

（我自己在向量的专门化中做了这个，以便有效地存储布尔值（作为单个位）。）

Answer 2

不......你不能把它当作单一的价值语义类型......任何类数据都必须是8位字符大小的倍数（邀请所有关于CHAR_BITS等的常见讽刺）。

那就是说，让我们抓住稻草......

不幸的是，你显然处理了很多数据项。如果这超过64k，任何代理对象进入打包值的自定义容器也可能需要一个＆gt; 16位索引/句柄，但仍然是我能看到的少数几个值得进一步考虑的可能性之一。如果您只是在一个时间点为一小部分值积极处理并需要值语义行为，那么它可能是合适的。

struct Proxy
{
    Int20_Container& container_;  // might not need if a singleton
    Int20_Container::size_type index_;
    ...
};

因此，代理可能是32位，64位或更多位 - 只有当您可以从索引到容器中动态创建它们，让它们直接写回容器并使它们保持短暂时，潜在的好处同时很少。（一种简单的方法 - 不一定是最快的 - 实现这个模型是使用STL位集或向量作为Int20_Container，并且在index_中存储20倍的逻辑索引，或者在运行中相乘。）

虽然你的值超过20位空间，但实际使用中你不到64k个不同的值，这也是模糊的可能。如果您对数据集有一些了解，可以创建一个查找表，其中16位数组索引映射到20位值。

Answer 3

使用课程。只要你尊重copy / assign / clone / etc ... STL语义，你就不会有任何问题。

但它不会优化计算机上的内存空间。特别是如果你放入一个平面阵列，20bit可能会在32位边界上对齐，所以20bit类型的好处是没用的。

在这种情况下，您需要定义自己的优化阵列类型，它可以与STL兼容。但是不要指望它快。它不会。

Answer 4

使用位域。（我真的很惊讶没有人建议过。）

struct int20_and_something_else {
    int less_than_a_million : 20;
    int less_than_four_thousand : 12; // total 32 bits
};

这仅适用于结构中元素的相互优化，您可以使用其他一些数据来弥补差距。但它的效果非常好！

如果你真的需要优化一个20位数字的巨大数组，那么就有：

struct int20_x3 {
    int one : 20;
    int two : 20;
    int three : 20; // 60 bits is almost 64

    void set( int index, int value );
    int get( int index );
};

如果您愿意，可以添加getter / setter函数以使其更漂亮，但是您不能获取位域的地址，并且它们不能参与数组。（当然，您可以拥有struct的数组。）

用作：

int20_x3 *big_array = new int20_x3[ array_size / 3 + 1 ];

big_array[ index / 3 ].set( index % 3, value );

Answer 5

您可以使用C ++ std::bitset。将所有内容存储在bitset中并使用正确的索引（x20）访问您的数据。

Answer 6

您可以使用union关键字创建位字段。当比特字段是必需的时候我已经习惯了。否则，您可以创建一个包含3个字节的类，但通过按位操作只会暴露最重要的20个字节。

Answer 7

你将无法将20位作为一种类型（即使使用位打包结构），因为它总是与一个字节对齐（在最小的粒度处）。 Imo唯一的方法，如果你必须有20位，就是创建一个比特流来处理数据（你可以重载以接受索引等）

Answer 8

据我所知，这是不可能的。

最简单的选择是定义一个自定义类型，它使用int32_t作为后备存储，并将适当的数学实现为覆盖操作符。

为了获得更好的存储密度，您可以将3个int20存储在一个int64_t值中。

Answer 9

只是一个想法：使用优化存储（两个实例为5个字节），对于操作，将其转换为32位int然后再返回。

Answer 10

虽然可以通过多种方式实现这一目标。一种可能性是使用bit twidling将它们存储为5字节数组的左右部分，其中存储/检索类将yoiur所需的数组条目转换为byte5 []数组中的数组条目并提取左边的权限一半是适当的。

然而，在大多数硬件上，要求整数是字对齐的，以及提取整数的位，你需要一些比特来正确对齐它。

我认为增加交换空间并让虚拟内存处理你的大型阵列会更有效（在所有20 vs 32之后节省不多！）总是假设你有64位操作系统。

C ++ 2.5字节（20位）整数

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