c++ - 单个单词的快速填充 strcpy

Question

我正在尝试编写一个非常便宜的 C++ 代码片段来对以 null 结尾的短字符串执行以下操作。

输入是一个字符串，如"ABC"。它以 null 终止，最大长度为 4(或 5，带有 null 终止符)。

输出到 char[4]，它不是空终止的，应该在右边用空格填充。所以在这种情况下，它将是 {'A','B','C',' '}

可以假设输入字符串正确地以 null 结尾，因此无需读取输入的第二个单词来确定。 4 个字节是最长的。

所以它周围的代码看起来像这样:

char* input = "AB";
char output[4];
// code snippet goes here
// afterward output will be populated with {'A','B',' ',' '}

这能以多低的成本完成？ 如果重要:我正在与:

Linux 2.6.32-358.11.1.el6.x86_64 #1 SMP x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

最后，输入是词对齐的。

Answer 1

这样的事情怎么样:

typedef unsigned int word;
int spacePad(word input) {
    static const word spaces = 0x20202020;

    word mask =
       !input ?                0 :
       !(input & 0x00ffffff) ? 0xff:
       !(input & 0x0000ffff) ? 0xffff :
       !(input & 0x0000ff)   ? 0xffffff :
                               0xffffffff;
    // or without branches
    word branchless_mask =
       1u << (8 * (
         bool(input & 0xff000000) +
         bool(input & 0x00ff0000) +
         bool(input & 0x0000ff00) +
         bool(input & 0x000000ff)
       ));

    return (spaces & mask) | (input & ~mask);
}

如果我没有搞砸，spacePad(0xaabb0000) 就是 0xaabb2020。

您可以使用 SSE 内部函数代替计算和掩码，这可能会更快，因为您可以在几条指令中获得掩码，然后掩码移动将完成剩下的工作，但编译器可能会移动您的变量从 SSE 到标准寄存器，这可能会超过轻微的 yield 。这完全取决于您需要处理的数据量、数据在内存中的打包方式等。

如果输入是 char* 而不是 int，通常需要额外的代码，因为转换可以读入未分配的内存。但是，由于您提到所有字符串都是字对齐的，因此强制转换就足够了，实际上即使有一些未分配的字节，它们也与至少一个分配的字节位于同一个字上。由于您只是在阅读，因此没有内存损坏的风险，而且在我所知道的所有体系结构上，硬件内存保护的粒度大于一个字。例如，在 x86 上，内存页通常是 4k 对齐的。

现在这一切都很好，但是:在选择一个解决方案之前，对其进行基准测试，这是知道哪个最适合您的唯一方法(当然除了编写代码的温暖模糊感觉这个^^)