Bit hack根据第二个值返回两个值中的一个

Bit hack to return one of two values depending on the value of the second

本文关键字：两个 一个 hack 返回 Bit 第二个      更新时间：2023-10-16

假设x是位掩码（即除一位外，其所有位都为0），y是位掩码或等于0。如果y为非零，我需要一个比特破解来返回x，如果y为零，则返回零。

这里有一个可能的解决方案：取x和y的以2为底的对数（使用德布鲁因序列）并将其相减，将值存储在d中。则y << d将返回x，除非y一开始为零。

这种方法有两个问题：1）如果y为零，那么从技术上讲，以2为底的对数是未定义的。但不确定这是否重要，因为即使d是某个垃圾值，如果y为零，y << d也应该返回零；2） 如果d为负，则右移运算符不会变成左移运算符（根据谷歌搜索），这意味着我必须包括一些符号检查。

我相信有一种更简单的方法，但我找不到，希望能得到一些帮助。

编辑：为了澄清，我正在寻找最快的方法。显而易见的if (y == 0) return 0; else return x使用了if语句，因此受到分支预测的不利影响，这就是为什么我要使用复杂的base-2 log解决方案。

在大多数常见的处理器架构上，使用三元运算符是首选：

/* if y != 0, return x, else return 0 */
int select1 (int x, int y)
{
    return y ? x : 0;
}

三元运算符的使用通常不涉及在现代处理器架构上使用分支，因为它可以通过使用条件移动（例如在x86上）、指令预测（例如在ARM上）或选择指令（例如在一些GPU上）以无分支的方式容易地实现。

如果不希望或不允许使用三元运算符，并且需要一个逐位的解决方案，则可以（假设平台对整数使用二的补码表示）使用：

/* if y != 0, return x, else return 0 */
int select2 (int x, int y)
{
    return (0 - (y != 0)) & x;
}

注意，select2()可能比select1()慢。示例：如果我为x86-64体系结构编译上述函数，我的编译器将为select1() 生成此指令序列

test      edx, edx
cmovne    edx, ecx
mov       eax, edx
ret

但是CCD_ 22:的这个较长的指令序列

mov       r8d, 1
test      edx, edx
cmovne    edx, r8d
neg       edx
and       edx, ecx
mov       eax, edx
ret

请注意，两个指令序列都不涉及作为值选择的一部分的分支，但与select1()中的指令序列相比，select2()中的指令顺序需要执行更多的指令，并且具有更长的依赖链。

static_cast<bool>(y) * x

只需取y，并使用其位形成一个所有1的字符串，如果它为非零，则将其与x进行and运算。实现这一点的愚蠢方法是线性的，但也可以使用二进制方法（未给出）。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int foo(int x, int y) {
    int z = 0;
    for(int z = 1; z < CHAR_BIT * sizeof(int); z ++) {
        y |= y << z;
    }
    return x & y;
}
int main() {
    printf("%lxn", foo(0x1000, 0xdead));
    return 0;
}

这应该在恒定的时间内运行。你当然可以展开这个循环。

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