优化 "i = b ? (i | mask) : (i & ~mask)"

Question

我希望能够设置或清除 uintX_t t 的（多个）位。

i 是一个运行时变量 (uintX_t)。 b 是一个运行时变量 (uintX_t)，它被限制为 0 或 1.

mask 是编译时常量。

有没有更好的方法：

i = b ? (i | mask) : (i & ~mask)

如果可能的话，我希望避免分支。如果重要的话，目标是 ARM。

Answer 1

这里的想法是用乘法代替分支，我们可以根据 b 的值将每一边归零：

i = (i | (mask * b)) & (~mask | (mask * b));

Answer 2

另一种选择：始终将位设置为 0（左侧部分）并可选择将位设置为 1（右侧部分）。

i = (i & ~mask) | (mask * b);

Answer 3

利用 -1u 是设置了所有位的值这一事实：

i = (i & ~mask) | (mask & -b);

或

i ^= (i ^ -b) & mask;

第二种方法减少了操作次数和代码大小。第一种方法在超标量架构上可能仍然更快，因为一些操作可以并行执行。

Answer 4

最易读的方法是分几个步骤执行此操作 - 这样做不会影响性能，但会提高可读性。

与按位运算符一样，您必须小心隐式类型提升。例如，不小心使用 ~ 往往会产生隐式提升错误。（?: 运算符还通过平衡第二个和第三个操作数来默默地提升结果。）

可读、可移植、安全的代码：

uintx_t i = ... ;
uintx_t b = ... ;  // 1 or 0

i &= (uintx_t)~mask;   // always clear the bit
i |= mask * b;         // if b is 1, set the bit, otherwise OR with 0

优化 "i = b ? (i | mask) : (i & ~mask)"

Optimising "i = b ? (i | mask) : (i & ~mask)"

c

bit-manipulation

ternary-operator