Java 中对任意长度的位模式进行符号扩展的最有效方法是什么？

Question

例如，假设我已将三个 10 位有符号整数打包成一个 Java 整数。

我可以轻松提取 10 位：

int unpacked = packed & 0x3FF;
packed >>= 10;
etc ...

但现在我需要符号扩展最高位（从右边数第 9 位）。 是否有一种快速的方法可以通过测试最高位和设置来做到这一点？

也许有一种更好的打开包装方式可以将标志留在原处。

Answer 1

int signed = (packed << (32 - 10)) >> (32 - 10);

因为>>>是无符号右移，而>>是有符号右移。

（我仍然有“错误”，谢谢@rghome）

Answer 2

移位两次的替代方法是翻转符号然后减去它：

int unpacked = packed & 0x3FF;
int extended = (unpacked ^ 0x200) - 0x200;

如果未设置符号，翻转它会设置它并减去它再次重置它。

如果设置了符号，翻转它会重置它，减去它会再次设置它，但也会一直借用到顶部，一路设置所有位。

这有一些优点，

• 代码不依赖于目标整数类型的大小，如果unpacked和extended很long那么同样的事情会起作用。
• XOR 和减法可能会便宜一点，例如在 Skylake 上，您每个周期可以执行 4 个基本操作，但只能执行 2 个移位。 不过延迟是一样的，只有在代码中可用的 ILP 很高时才重要。
• 移位并不能真正以代数方式组合，但 XOR 和减法可以。 例如，如果下一个操作是将某个常量添加到extended ，那么该添加和“减去符号”步骤可以合并为一个操作。