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c++ bit 库用法

时间:2022-11-12 07:11:05浏览次数:39  
标签:__ popcount c++ 用法 cast builtin bit 底层

c++20 加入了一个叫做 bit 的库,不如来看看里面有什么?

bit_cast

效果和 reinterpret_cast 类似,按二进制位取值,

constexpr float N=100;
constexpr int M=std::bit_cast<int>(N);
constexpr float L=std::bit_cast<float>(N);

在这段代码里,\(N=100.0\),虽然不知道 \(M\) 的值但是可以确定 \(L=100.0\),因为是按位取值。
std::bit_cast<any>(x) 可以把 \(x\) 转化成 any 类型,保留二进制。
底层实现是 __builtin_bit_cast(any,x)

byteswap

以每个字节为单位去 reverse,比如原来是 EFBEADDE,现在就是 DEADBEEF 了。似乎没啥用而且 c++23 的。
byteswap(x) 这样就可以使用了。
底层实现用到了 __builtin_bswap16/32/64/128

has_single_bit

判断一个数是否是 \(2\) 的整次幂,但是直接 x&x-1 就可以了。或者 popcount==1
has_single_bit(x) 这样就可以使用了。
乐死了,底层实现也是这样的。

bit_ceil

返回不小于 \(x\) 的最小的 \(2\) 的整数次幂。
bit_ceil(x) 这样就可以使用了。
底层实现用到了 __builtin_clz

bit_floor

返回不大于 \(x\) 的最大的 \(2\) 的整数次幂,等价于 1<<std::__lg(x)
bit_floor(x) 这样就可以使用了。
底层实现用到了 __builtin_clz

bit_width

返回 \(1+\log_2x\)。
bit_width(x) 这样就可以使用了。
底层实现用到了 __builtin_clz

rotl/rotr

循环左/右移 \(k\) 位。
bit_width(x,k) 这样就可以使用了。
底层实现就是左移右移的。

countl/r_zero/one

  • countl_zero 从最高位起计量连续的 0 位的数量
  • countl_one 从最高位起计量连续的 1 位的数量
  • countr_zero 从最低位起计量连续的 0 位的数量
  • countr_one 从最低位起计量连续的 1 位的数量

注意这个函数只能 unsigned
countl/r_zero/one(x) 这样就可以使用了。
底层实现是 __builtin_clz__builtin_ctz

popcount

返回 \(x\) 的值中为 \(1\) 的位的数量。
popcount(x) 这样就可以了。
底层实现就是 __builtin_popcount

endian

这是个枚举类型。如果是大端那么 endian::native==endian::big,小端那么 endian::native==endian::little,我也不知道这个有什么用。


以上这些函数,有些只能对 unsigned 类型使用,比如 popcount,如果对非 unsigned 类型使用可以写强转,popcount(unsigned(x))popcount<unsigned>(x)。其实也可以在函数前加上两个下划线,这个不会对类型检查,__popcount(x)

标签:__,popcount,c++,用法,cast,builtin,bit,底层
From: https://www.cnblogs.com/bxjz/p/bit.html

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