Question

我需要在单个64位值中打包和解压缩多个值。我有3个有符号整数（x，y，z）。我想分别使用24,16和24位将它们打包成一个64位值（有符号或无符号对我来说不重要）。以下是我的要求：

1）我可以提前确保存储的值不超过我用来将它们存储到64位值的位数限制，因此不需要进行额外的检查。

2）初始值已签名，因此我认为可能需要进行某种魔术以确保不会丢失任何内容。

3）这种转换将发生很多，所以它需要很快。我知道在C ++中，通过将值存储在指定整数长度的结构中，然后建立一个指针，该指针只指向可用于64位值的第一个值，可以很容易地完成。使用这种方法，确实没有任何数学需要完成，一切都只是内存读取或正确。据我所知，这可以在C＃中完成，但C＃是我必须为这个项目工作的。

4）我不太关心64位值是有符号还是无符号，只要我可以同时执行操作并恢复初始值，并且可以使用任何类型的值字典键。

Answer 1

面具和轮班可能是你最好的选择。您可以在C＃中创建显式布局结构，但是没有24位原语，因此您可能会绊倒自己并且必须屏蔽。一旦你转移，通常最好是无符号工作（特别是在右移时），所以：

ulong val = ((((ulong)x) & 0xFFFFFF) << 40) // 24 bits of x, left-shifted by 40
          | ((((ulong)y) & 0xFFFF) << 24) // 16 bits of y, left-shifted by 24
          | (((ulong)z) & 0xFFFFFF); // 24 bits of z, no left-shift

并反过来（假设我们需要uint个值）：

uint a = (uint)((val >> 40) & 0xFFFFFF),
     b = (uint)((val >> 24) & 0xFFFF),
     c = (uint)(val & 0xFFFFFF);

Answer 2

使用这种方法，确实没有任何数学需要完成，一切都只是内存读或写。

实际上，当你将部分整数设置为位域时，数学就完成了，所以还有很多数学运算。

据我所知，这不能简单地在C＃中完成，但C＃是我必须为这个项目工作的。

正确，在C＃中，您需要编写将位组合成long的代码。假设你已经完成了范围检查，这是相对简单的：

static long Pack(long a24, long b16, long c24) {
    // a24 can go with no masking, because its MSB becomes
    // the MSB of the 64-bit number. The other two numbers
    // need to be truncated to deal with 1s in the upper bits of negatives.
    return a24<<40 | (b16&0xffffL)<<24 | (c24&0xffffffL);
}
static void Unpack(long packed, out int a24, out int b16, out int c24) {
    a24 = (int)(packed >> 40); // Sign extension is done in the long
    b16 = ((int)(packed >> 8)) >> 16; // Sign extension is done in the int
    c24 = ((int)(packed << 8)) >> 8;  // Sign extension is done in the int
}

Demo.

Answer 3

这些值在长整数内是字节对齐的，您希望利用Intel / AMD处理器能够直接访问它们以尽可能快地生成代码。杀手要求是24位大小，处理器只能直接读/写8位，16位，32位或64位。

这也是C ++中的一个问题，你必须使用位字段。 C＃不支持它们，您必须编写C ++编译器自动发出的代码。像这样：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct MyPackedLong {
    [FieldOffset(0)] uint item1;    // 24-bit field
    [FieldOffset(3)] uint item2;    // 24-bit field
    [FieldOffset(6)] ushort item3;  // 16-bit field

    public uint Item1 {
        get { return item1 & 0xffffff; }
        set { item1 = (item1 & 0xff000000) | value; }
    }
    public uint Item2 {
        get { return item2 & 0xffffff; }
        set { item2 = (item2 & 0xff000000) | value; }
    }
    public ushort Item3 {
        get { return item3; }
        set { item3 = value; }
    }
}

这里有一些技巧，请注意item2如何故意偏移3，这样就不需要换班了。我订购了字段，因此它们的访问是最佳的，将16位值放在第一位或最后一位是最好的。未经彻底测试，应该在球场。在线程代码中要小心，写入不是原子的。

C＃将多个有符号整数打包为一个64位值

3 个答案: