Question

抱歉笨拙的头衔;我找不到一点表达我想要做的事情。

我从多个32位整数的用户那里得到一个输入。例如，用户可以输入以下值（以十六进制显示以便于解释）：

0x00001234
0x00005678
0x0000abcd

在这种特殊情况下，每个输入的前2个字节是常量，最后2个字节是可变的。为了提高效率，我可以将0x0000存储为单个常量，并创建uint16_t值的向量来存储输入的变量部分（0x1234，0x5678，{ {1}}）。

现在让我们说用户输入以下内容：

0xabcd

在这种情况下，我需要一个0x00000234 0x56780000 0x00001000值的向量来存储输入的可变部分，因为每个值都会影响不同的字节。

我目前的想法是做以下事情：

uint32_t

然后在最后找到uint32_t myVal = 0; myVal |= input1; myVal |= input2; // ...中第一个和最后一个“切换”（即1）位之间的距离。该距离将为我提供所有输入的可变部分所需的字段大小。

然而，对于大量用户输入而言，这听起来并不适合。有关优雅高效的确定方法的任何建议吗？

更新

我在上面的解释中简化了问题。

为了清楚起见，我不是为了节省内存（我有更好的事情要做，而不是尝试保存几个字节，这不是为了优化目的）。

总之，组件A为我的系统中的组件B提供了值。有时这些值是128位，但组件B仅支持32位值。

如果128位值的可变部分可以用32位值表示，我可以接受它。否则我将需要拒绝它，但错误。

我无法修改组件B以允许128位值，或修改组件A以防止其使用128位值（此处也存在硬件限制）。

Answer 1

虽然我看不出有什么理由......为什么不将输入与std::numeric_limits<uint16_t>::max()进行比较？如果输入值较大，则需要使用uint32_t。

回答你的编辑：

我认为为了获得更好的性能，您应该使用硬件特定的低级指令。您可以迭代输入128位值的32位部分，然后将每个部分添加到某个变量中，并检查下一个值和当前总和之间的差异。如果差值不等于总和那么你应该跳过这个128位值，否则你最终会得到必要的结果。样本如下：

uint32_t get_value( uint32_t v1, uint32_t v2, uint32_t v3, uint32_t v4)
{
  uint32_t temp = v1; 
  if ( temp - v2 != temp ) throw exception;
  temp += v2; if ( temp - v3 != temp ) throw exception;
  temp += v3; if ( temp - v4 != temp ) throw exception;
  temp = v4;
  return temp;
}

在这个C ++示例中，它可能看起来很傻但我相信汇编代码应该有效地处理输入流。

Answer 2

存储您遇到的第一个完整的128位数，然后将其低位32位推到矢量上，设置bool reject_all = false。对于每个剩余的数字，如果高阶（128-32 = 96）位与第一个数字不同，则设置reject_all = true，否则将它们的低阶位推到矢量上。在循环结束时，使用reject_all来决定是否使用值向量。

Answer 3

在[0, (2^32)-1]范围内存储一系列无符号整数的最有效方法是使用uint32_t。跳过箍从用户输入中保存2个字节是不值得的 - 用户在其生命周期中不可能输入足够的整数，您的代码必须开始压缩它们。在任何现代系统中记忆限制变得明显之前，他或她就会死于老年。

Answer 4

看起来你必须想出一个累积的位掩码 - 然后你可以查看它是否有尾随或前导常量位。将需要对每个输入进行操作的算法（使其成为O（n）算法，其中n是要检查的值的数量。）

该算法类似于您已经完成的事情：

unsigned long long bitmask = 0uL;
std::size_t count = val.size();
for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
  bitmask |= val[i];

然后，您可以检查前导/尾随的位数/字节数是否可以保持不变，以及是否要使用完整的32位。如果您可以访问SSE指令，则可以使用OpenMP对其进行矢量化。

还可以通过短路进行优化，以查看第一个1位和最后一个1位之间的距离是否已经大于32，在这种情况下，您可以停止。

要使此算法更好地扩展，您将不得不并行执行此操作。您的朋友将进行矢量处理（如果您使用的是Mac或已支持OpenCL的平台，或仅使用OpenMP注释，则可能使用CUDA代表Nvidia GPU，或使用OpenCL。）

Answer 5

使用

uint32_t ORVal = 0;
uint32_t ANDVal = 0xFFFFFFFF;

ORVal  |= input1;
ANDVal &= input1;
ORVal  |= input2;
ANDVal &= input2;
ORVal  |= input3;
ANDVal &= input3; // etc.

// At end of input...
mask = ORVal ^ ANDVal; 
// bit positions set to 0 were constant, bit positions set to 1 changed

如果至少有一个输入在该位置ORVal，则1中的位位置为1，如果所有输入中都有0，则0位置。如果在该位位置中至少有一个输入具有ANDVal，则0中的位位置将为0，如果所有输入在该位置具有1，则1位置为1。

如果输入中的位位置始终为ORVal，则ANDVal和1都将设置为0。如果输入中的位位置始终为ORVal，则ANDVal和0都将设置为0。如果某个位置混合了1和ORVal，则1将设置为ANDVal而0设置为XOR，因此，最后的{{1}}给出了改变的位位置的掩码。

确定存储用户输入差异所需的最小字段大小的有效方法

5 个答案: