是否有内置函数来反转位顺序

Roa*_*ast 30 .net c# bitwise-operators

我想出了几种手动方法,但我一直想知道是否有内置的.NET可以做到这一点.

基本上,我想要反转一个字节中的位顺序,以便最低有效位成为最高有效位.

例如:1001 1101 = 9D将变为1011 1001 = B9

关于如何执行此操作的方法是使用按位操作,如果遵循此伪代码:

for (i = 0; i<8; i++)
{
  Y>>1
  x= byte & 1
  byte >>1
  y = x|y;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我想知道是否有某个功能允许我在一行中完成所有这些功能.另外,你知道这个操作的术语,我确定有一个,但我现在不记得了.

谢谢

dig*_*All 46

我决定做一些关于倒车方法的性能测试.

使用Chad的链接我写了以下方法:

public static byte[] BitReverseTable =
{
    0x00, 0x80, 0x40, 0xc0, 0x20, 0xa0, 0x60, 0xe0,
    0x10, 0x90, 0x50, 0xd0, 0x30, 0xb0, 0x70, 0xf0,
    0x08, 0x88, 0x48, 0xc8, 0x28, 0xa8, 0x68, 0xe8,
    0x18, 0x98, 0x58, 0xd8, 0x38, 0xb8, 0x78, 0xf8,
    0x04, 0x84, 0x44, 0xc4, 0x24, 0xa4, 0x64, 0xe4,
    0x14, 0x94, 0x54, 0xd4, 0x34, 0xb4, 0x74, 0xf4,
    0x0c, 0x8c, 0x4c, 0xcc, 0x2c, 0xac, 0x6c, 0xec,
    0x1c, 0x9c, 0x5c, 0xdc, 0x3c, 0xbc, 0x7c, 0xfc,
    0x02, 0x82, 0x42, 0xc2, 0x22, 0xa2, 0x62, 0xe2,
    0x12, 0x92, 0x52, 0xd2, 0x32, 0xb2, 0x72, 0xf2,
    0x0a, 0x8a, 0x4a, 0xca, 0x2a, 0xaa, 0x6a, 0xea,
    0x1a, 0x9a, 0x5a, 0xda, 0x3a, 0xba, 0x7a, 0xfa,
    0x06, 0x86, 0x46, 0xc6, 0x26, 0xa6, 0x66, 0xe6,
    0x16, 0x96, 0x56, 0xd6, 0x36, 0xb6, 0x76, 0xf6,
    0x0e, 0x8e, 0x4e, 0xce, 0x2e, 0xae, 0x6e, 0xee,
    0x1e, 0x9e, 0x5e, 0xde, 0x3e, 0xbe, 0x7e, 0xfe,
    0x01, 0x81, 0x41, 0xc1, 0x21, 0xa1, 0x61, 0xe1,
    0x11, 0x91, 0x51, 0xd1, 0x31, 0xb1, 0x71, 0xf1,
    0x09, 0x89, 0x49, 0xc9, 0x29, 0xa9, 0x69, 0xe9,
    0x19, 0x99, 0x59, 0xd9, 0x39, 0xb9, 0x79, 0xf9,
    0x05, 0x85, 0x45, 0xc5, 0x25, 0xa5, 0x65, 0xe5,
    0x15, 0x95, 0x55, 0xd5, 0x35, 0xb5, 0x75, 0xf5,
    0x0d, 0x8d, 0x4d, 0xcd, 0x2d, 0xad, 0x6d, 0xed,
    0x1d, 0x9d, 0x5d, 0xdd, 0x3d, 0xbd, 0x7d, 0xfd,
    0x03, 0x83, 0x43, 0xc3, 0x23, 0xa3, 0x63, 0xe3,
    0x13, 0x93, 0x53, 0xd3, 0x33, 0xb3, 0x73, 0xf3,
    0x0b, 0x8b, 0x4b, 0xcb, 0x2b, 0xab, 0x6b, 0xeb,
    0x1b, 0x9b, 0x5b, 0xdb, 0x3b, 0xbb, 0x7b, 0xfb,
    0x07, 0x87, 0x47, 0xc7, 0x27, 0xa7, 0x67, 0xe7,
    0x17, 0x97, 0x57, 0xd7, 0x37, 0xb7, 0x77, 0xf7,
    0x0f, 0x8f, 0x4f, 0xcf, 0x2f, 0xaf, 0x6f, 0xef,
    0x1f, 0x9f, 0x5f, 0xdf, 0x3f, 0xbf, 0x7f, 0xff
};
public static byte ReverseWithLookupTable(byte toReverse)
{
    return BitReverseTable[toReverse];
}
public static byte ReverseBitsWith4Operations(byte b)
{
    return (byte)(((b * 0x80200802ul) & 0x0884422110ul) * 0x0101010101ul >> 32);
}
public static byte ReverseBitsWith3Operations(byte b)
{
    return (byte)((b * 0x0202020202ul & 0x010884422010ul) % 1023);
}
public static byte ReverseBitsWith7Operations(byte b)
{
    return (byte)(((b * 0x0802u & 0x22110u) | (b * 0x8020u & 0x88440u)) * 0x10101u >> 16);
}
public static byte ReverseBitsWithLoop(byte v)
{
    byte r = v; // r will be reversed bits of v; first get LSB of v
    int s = 7; // extra shift needed at end
    for (v >>= 1; v != 0; v >>= 1)
    {
        r <<= 1;
        r |= (byte)(v & 1);
        s--;
    }
    r <<= s; // shift when v's highest bits are zero
    return r;
}
public static byte ReverseWithUnrolledLoop(byte b)
{
    byte r = b;
    b >>= 1;
    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    r <<= 1;
    r |= (byte)(b & 1);
    b >>= 1;

    return r;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

然后我测试了它,结果如下:

测试功能:

  • 100000000个随机字节来反转
  • 操作系统:Windows 7 x64
  • CPU:AMD Phenom II 955(4核@ 3.2 GHz)
  • 内存:4GB
  • IDE:Visual Studio 2010

目标框架3.5

-----------------------------------------------------
|    Method     | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) |
-----------------------------------------------------
| Loop          |   4861859       |   4079554       |
| Unrolled Loop |   3241781       |   2948026       |
| Look-up table |   894809        |   312410        |
| 3-Operations  |   2068072       |   6757008       |
| 4-Operations  |   893924        |   1972576       |
| 7-Operations  |   1219189       |   303499        |
-----------------------------------------------------
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目标框架4

-----------------------------------------------------
|    Method     | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) |
-----------------------------------------------------
| Loop          |   4682654       |   4147036       |
| Unrolled Loop |   3154920       |   2851307       |
| Look-up table |   602686        |   313940        |
| 3-Operations  |   2067509       |   6661542       |
| 4-Operations  |   893406        |   2018334       |
| 7-Operations  |   1193200       |   991792        |
-----------------------------------------------------
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

所以,查找表方法并不总是最快:)

这可能是合理的,因为内存访问比CPU寄存器访问慢,所以如果编译和优化某些方法以避免mem访问(并进行少量操作),则速度更快.(无论如何,CPU内存缓存极大地减少了差距)

在x64或x86模式下看到不同的行为,以及3.5和4.0框架如何执行不同的优化,这也很有趣.

  • @dbasnett:我的目的不是显示解决问题所花费的时间/时间,而是在不同算法之间进行比较.无论如何,为了测试它,我创建了一个100K随机条目数组,然后在每个反转方法的循环中读取它. (2认同)

Hen*_*man 14

不,BCL中没有任何内容.

但是,假设你想要快速的东西:

  • 由于只有8位,因此展开循环(使用4个语句而不是for循环)是值得的.

  • 要获得更快的解决方案,请创建256条目查找表.

当然,您可以在函数中包装这两个方法,以便使用只需要1个语句.

我找到这个问题的页面.

  • @LBushkin:虽然您不能说它们在常见情况下缩放,但在这种情况下,您可以反复使用查找表来翻转较大类型的单个字节. (2认同)

Con*_*rix 6

使用@Chads链接

byte b; 
b = 0x9D;
b = (byte)((b * 0x0202020202 & 0x010884422010) % 1023); 
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编辑:忘了演员阵容


Ash*_*ani 5

您可以循环遍历位并以相反的顺序获取它们:

public static byte Reverse(this byte b)
{
    int a = 0;
    for (int i = 0; i < 8; i++)
        if ((b & (1 << i)) != 0)
            a |= 1 << (7- i);
    return (byte)a;
}
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  • 不鼓励仅使用代码回答,因为它们不会为未来的读者提供太多信息,请对您所写的内容提供一些解释 (3认同)