Question

我在这里提到了这个算法：How does this algorithm to count the number of set bits in a 32-bit integer work?

我在上面的链接中运行了“yeer”提交的算法，因为这些算法或多或少看起来都一样。

我编写了传统的（较慢的方法，假设）代码来检查性能有多大提升。

Yeer Code：

unsigned int number=0xFFFFFFFF;

number= (number & 0x55555555) + ((number>>1) & 0x55555555);
number= (number & 0x33333333) + ((number>>2) & 0x33333333);
number= (number & 0x0F0F0F0F) + ((number>>4) & 0x0F0F0F0F);
number= (number & 0x00FF00FF) + ((number>>8) & 0x00FF00FF);
number= (number & 0x0000FFFF) + ((number>>16) & 0x0000FFFF);

printf("%d",number);

传统方式：

unsigned int number=0xFFFFFFFF;
unsigned char i=0;
unsigned char count=0;

for(i=0;i<32;i++)
{
 if((number>>i) & 1)
  count++;
}

 printf("%d",count);

第二个代码超越了“yeers”方法。

对于输入值0xFF（使用变量作为unsigned char），Traditional = 0.047s，Other = 0.063s 对于输入值0xFFFFFFFF（使用变量作为unsigned int），Traditional = 0.141s，Other = 0.141s

其他算法有什么特别之处？

我使用Codeblocks IDE来运行这两个代码。

Answer 1

我为不同的代码运行了一个简单的基准测试。每个片段都执行了1亿次。代码编译为gcc，没有optmization标志。每个案例都进行了几次，以确保结果不会被其他系统活动过度扭曲。重新运行时执行时间变化不到10％。

如您所见，yeer提交的算法比其他算法快得多。

测试驱动程序：

int main(int argc, char *argv[]) {
    int i, result;
    for (i= 0; i < 100000000; i++) {
        result = SWAR(i);
    }
    return 0;
}

代码1，优化的yeer代码：

int SWAR(unsigned int i) {
    i = i - ((i >> 1) & 0x55555555);
    i = (i & 0x33333333) + ((i >> 2) & 0x33333333);
    return (((i + (i >> 4)) & 0x0F0F0F0F) * 0x01010101) >> 24;
}

时间：0.772s

代码2，未优化的版本：

int SWAR(unsigned int number) {
    number= (number & 0x55555555) + ((number>>1) & 0x55555555);
    number= (number & 0x33333333) + ((number>>2) & 0x33333333);
    number= (number & 0x0F0F0F0F) + ((number>>4) & 0x0F0F0F0F);
    number= (number & 0x00FF00FF) + ((number>>8) & 0x00FF00FF);
    number= (number & 0x0000FFFF) + ((number>>16) & 0x0000FFFF);
    return number;
}

时间：1.241s

代码3，没有if的位计数器：

int SWAR(unsigned int number) {
  int i, count = 0;
  for(i=0;i<32;i++) {
    count += (number>>i) & 1;
  }
    return count;
}

时间：8.921s

代码4，位计数器if：

int SWAR(unsigned int number) {
  int i, count = 0;
  for(i=0;i<32;i++) {
    if ((number>>i) & 1) {
        count++;
    }
  }
    return count;
}

时间：21.058s

Answer 2

第一种方法没有分支，在大多数系统上将产生大约15个机器代码cpu指令（5个adda，5个shift和5个和'）。

您的方法通常有128条指令（32条4条指令），即使使用预测分支，大多数cpus在错误估计循环条件时也必须至少转储一次管道，导致运行+130个cpu周期结果

我建议你尝试在随机数据上运行数百万次，你会看到差异。

尝试使用来自rand（）

的数据设置的数组的1到100万的for循环

您的时间可能是其他事情，与您的代码无关，将以微秒执行

“计数位数设置” - 为什么这个算法？

2 个答案: