c++ - 转换成本

Question

首先让我解释一下我将概述的问题的动机。我有一个 vector v无符号字的信息存储在位以及一个字中 w一些可能不同的无符号类型。我想把 len来自 v 的位进入w , 从 i 开始w 的第 LSB .例如，考虑下面的情况，为了便于解释，我将单词表示为位。

T1 w = 10110100;
vector<T2> v = [11, 00, 10, 01];
T1 len = 5;
T1 start = 2;
T1 dst_digits = 8;
T1 src_digits = 2;

10110100 -> 10111100 -> 10001100 -> 11001100 

很明显，我们需要遍历 v并将位添加到 w一次一个字。一种方法如下:

template<class T>
T _blend(T a, T b, T start, T len) {
    // Replaces len bits of a by the ones of b starting at start
}

auto it = std::begin(v);
while (len > 0) {
    w = _blend(w, 
               (T1) ((T1) *first) << start), 
               start,
               std::min(len, src_digits)
               );
    start += std::min(len, src_digits);
    ++first;
    len -= std::min(len, src_digits);
}

我是 C++ 的新手，上面的代码是简化代码，但主要思想是成立的。我目前也有这个工作。但是，我找到了 (T1) ((T1) *first) << start)丑陋的。但是，如果我不包括第一个类型转换，则移位操作将提升为 int或 long ，然后与其他类型的 _blend 不匹配.如果我不包括第二个类型转换，我可能会 overshift *first (在 dst_digits > src_digits 和 start > src_digits 的情况下)。

现在，我的问题是这两个 (T1) 的成本是多少？转换？我的猜测并不像其他东西那么昂贵，比如 std::min调用或循环中的其他语句。我问只是因为来自 Python，看到类似 (T1) ((T1) *first) << start) 的东西看起来很不自然，我想知道这是否只是 C++ 的结果，几乎没有开销，是否有更好的方法来做到这一点。

Answer 1

在小端系统上，无符号整数到无符号整数的转换被转换为零或一条指令。

如果有uint64在rax然后转换为 uint32基本上是空操作。编译器将假定该值在 eax 中。 (rax 的最低有效一半)。

如果有uint32在eax然后转换为 uint64只是一条非常快的指令。编译器将对 eax 中的值进行零扩展(用零填充最重要的部分)并将结果放入 rbx与 movzx说明。

在此操作期间，无符号整数转换是您最不关心的问题。您可能需要考虑使用 std::vector<bool>或 std::bitset因为他们会为你做这件事。