在C ++中有效地右移二进制字符串

时间:2018-11-10 00:47:52

标签: c++ runtime bit-shift

如果我有一个以二进制形式表示整数的字符串,例如

1101101

我想将其循环右移以获得

1110110

我想到的一种方法是将字符串转换为int并使用(摘自wikipedia

// https://stackoverflow.com/a/776550/3770260
template <typename INT>
#if __cplusplus > 201100L // Apply constexpr to C++ 11 to ease optimization
constexpr
#endif // See also https://stackoverflow.com/a/7269693/3770260
INT rol(INT val, size_t len) {
#if __cplusplus > 201100L && _wp_force_unsigned_rotate // Apply unsigned check C++ 11 to make sense
    static_assert(std::is_unsigned<INT>::value,
                  "Rotate Left only makes sense for unsigned types");
#endif
    return (val << len) | ((unsigned) val >> (-len & (sizeof(INT) * CHAR_BIT - 1)));
}

但是,如果字符串由10 ^ 6 char组成,则此操作不起作用,因为整数表示甚至超过了__int64的范围。

在那种情况下,我可以通过遍历字符串来考虑解决方案

//let str be a char string of length n
char temp = str[n - 1];
for(int i = n - 1; i > 0; i--)
{
    str[i] = str[i - 1];
}
str[0] = temp;

该解决方案在O(n)中运行,这是由于在字符串n的长度上存在循环。我的问题是,对于大型二进制字符串,是否有更有效的方法来实现循环移位?

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输入和输出均为std::string

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

您必须以一种或另一种方式移动内存,因此您提出的解决方案要尽可能快。

您还可以使用标准的std::string函数:

str.insert(str.begin(), str[n - 1]);
str.erase(str.end() - 1);

memmovememcpy(我实际上不建议这样做,这是出于争论)

char temp = str[n - 1];
memmove(str.data() + 1, str.data(), n - 1);
str[0] = temp;

请注意,memmove的外观可能更快,但这与循环本质上是一样的。它正在逐字节移动字节,只是封装在其他函数中。这种方法对于更大的数据块(大小为1000字节或更大)可能更快,因为CPU已优化为移动大块内存。但是您将无法测量10或20个字节的任何差异。

此外,当编译器看到for循环时,很可能会运行其他优化,它意识到您正在移动内存并选择最佳选项。

编译器还擅长处理std::string方法。这些是常见的操作,编译器知道处理它的最佳方法。