Question

我尝试进行一些十六进制-bin / bin-hex转换，并测试哪个函数会更快，但是在将“ a”添加为整数时遇到了奇怪的错误。

#include <stdio.h>

/* convert bin to hex char [0-9a-f] */
static inline unsigned char ToHex4bits1(unsigned char znak)
//unsigned char ToHex4bits1(unsigned char znak)
    {
    znak &= 0x0F;
    switch(znak)
        {
        case 10: return 'a';
        case 11: return 'b';
        case 12: return 'c';
        case 13: return 'd';
        case 14: return 'e';
        case 15: return 'f';
        default: return znak + 48;  /// 48  0x30    '0'
        }
    }

/* convert bin to hex char [0-9a-f] */    
static inline unsigned char ToHex4bits2(unsigned char znak)
//unsigned char ToHex4bits2(unsigned char znak)
    {
    //unsigned char add = '0';
    int add = '0';  /// [0-9]; add value of '0' (65 0x41    '0')
    znak &=0x0F;
    if(znak > 9)  /// [a-f]; if `znak' <0x0a, 0x0f> /// just one comparison as `znak' cannot be bigger than 15 anyway (znak &=0x0F;)
        {
        add = 0x61;  /// 'a'; // 87 0x61    'a'
        }
    return znak + add;
    }

//-----------//
int main()
    {
    int i;
    //char z;
    int z; 

    printf("\nToHex4bits1(i)\n");
    for(i=0; i<16; i++)
        {
        z = ToHex4bits1(i);
        printf("%d\t%02x\t%c\n", z, z, z);
        }

    printf("\nToHex4bits2(i)\n");
    for(i=0; i<16; i++)
        {
        z = ToHex4bits2(i);
        printf("%d\t%02x\t%c\n", z, z, z);
        }
    return 0;
    }

运行$ gcc -o tohex4bits tohex4bits.c; ./tohex4bits时，我得到以下结果：

ToHex4bits1(i)
48  30  0
49  31  1
(...)
57  39  9
97  61  a
98  62  b
(...)
102 66  f
48  30  0
# which is what I expected

ToHex4bits2(i)
48  30  0
49  31  1
(...)
57  39  9
107 6b  k # that's where things get interesting; it's 10 too much ('k'-'a'==10)
108 6c  l
109 6d  m
110 6e  n
111 6f  o
112 70  p

# which is wrong

第二个函数ToHex4bits2()实际出什么问题，为什么加上'a'（97 / 0x61）使其加上'k'（107 / 0x6b）或'A'=>'K'那件事吗？

Answer 1

让我们仔细看看ToHex4bits2函数：

static inline unsigned char ToHex4bits2(unsigned char znak)
//unsigned char ToHex4bits2(unsigned char znak)
    {
    //unsigned char add = '0';
    int add = '0';  /// [0-9]; add value of '0' (65 0x41    '0')
    znak &=0x0F;
    if(znak > 9)  /// [a-f]; if `znak' <0x0a, 0x0f> /// just one comparison as `znak' cannot be bigger than 15 anyway (znak &=0x0F;)
        {
        add = 0x61;  /// 'a'; // 87 0x61    'a'
        }
    return znak + add;
    }

如果znak的值大于9，则添加值0x61（'a'的ASCII码）。例如，如果znak是11（十六进制0xb），则加法结果为0x72，这是'r'的ASCII码。要解决此问题，您应减去首先从10起0xa（znak）。

当然，您不应该使用magic numbers。如果您的意思是字符'a'，那么 say 就是这样。在代码本身中。

Answer 2

原因很简单。如果znak为10，则您想返回'a'，但是要返回'a'+10。因此，请返回znak+add-10。

但是您自己却很难做到。处处都有魔术常数，完成一项简单任务的代码极其复杂。可以这样做：

{
znak &= 0x0F;
if(znak > 9) 
    return znak + 'a' - 10;
else
    return znak + '0';
}

或者，如果您想变得更紧凑，可以这样做。您显然不怕复杂的代码：

{
znak &= 0x0F;
return znak > 9 ? znak + 'a' - 10 : znak + '0';
}

您提到您正在尝试优化此代码。我很难看到您如何才能做到这一点。您可能最好对更大的块进行优化，以查看算法是否存在问题。但是我们可以在第一个方面做些小事情，就是这样：

#define likely(x)      __builtin_expect(!!(x), 1) 
#define unlikely(x)    __builtin_expect(!!(x), 0) 
static inline unsigned char ToHex4bits1(unsigned char znak)
{
    {
    znak &= 0x0F;
    // Hint the compiler that the first branch is less likely, which
    // improves branch prediction
    if(unlikely(znak > 9)) 
        return znak + 'a' - 10;
    else
        return znak + '0';
    }
}

在此处阅读：https://www.geeksforgeeks.org/branch-prediction-macros-in-gcc/

但是我认为最快的方法是这样：

static inline unsigned char ToHex4bits1(unsigned char znak)
{
    const unsigned char ret[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
                                  '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
    return ret[znak & 0x0F];
}

将char添加为int会产生意外结果

2 个答案: