将整数矩阵转换为位串？

Question

我有一个 4x4 整数矩阵（称为 tb），我可以从 int64_t 位串（称为 state）创建如下：

for(int i = 0; i < 4; i++) {
    for(int j = 0; j < 4; j++) {
        ipos -= 1;
        tb[i][j] = (state >> (4*_pos)) & 0xf);
    }   
}

但是，一旦我从矩阵开始，我如何才能将其更改为位串？我希望通过整数矩阵，获取元素，创建它的 4 位十六进制表示，然后将其移动 (<<4) 正确的次数和按位或 (|) bitstring 与新的 state bitstring，但我不确定如何执行此操作或者它是否是最佳方法。想法？

Answer 1

当然可以，按照你说的去做，像这样（未测试）

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        pos--;
        state |= (uint64_t)tb[i][j] << (4 * pos);
    }   
}

这有一个相当长的依赖链，这不是很好，特别是如果你在 HPC 中。你可以把它分成几部分，比如上半部分和下半部分，然后最后把它们组合起来。作为奖励，这意味着移位在 32 位而不是 64 位上运行，这在某些平台上可能更快。

根据 tb 的类型，可能还有其他技巧，例如，如果每个条目都是一个字节，并且您可以使用两个 uint64_t 作为别名，那么您可以组合这些条目使用直线位操作（虽然它们 "reversed" 与最方便的顺序相比）。

例如，可能是这样的（未测试）（假设顺序颠倒，也可以按相同顺序完成）

uint64_t low, high; // inputs
uint64_t even = 0x00FF00FF00FF00FFULL;
uint64_t odd = ~even;
low = (low & even) | ((low & odd) >> 4);
high = (high & even) | ((high & odd) >> 4);
even = 0x0000FFFF0000FFFFULL;
odd = ~even;
low = (low & even) | ((low & odd) >> 8);
high = (high & even) | ((high & odd) >> 8);
low = (low & 0xFFFF) | (low >> 16);
high = (high & 0xFFFF) | (high >> 16);
return low | (high << 32);

如果允许特殊说明还有更短的方法，（未测试，再次颠倒顺序）

low = _pext_u64(low, 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL);
high = _pext_u64(high, 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL);
return low | (high << 32);

其他方式的相关转换同样简单，

low = _pdep_u64(bitstring & 0xFFFFFFFF, 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL);
high = _pdep_u64(bitstring >> 32, 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL);

如果您只是先反转半字节，这两者也适用于反转顺序，这也可以通过位操作来完成。

将整数矩阵转换为位串？

Convert integer matrix to bitstring?

matrix

bit-manipulation