C ++編譯器是否識別2的冪？

Question

我正在構建一個自定義哈希，我根據公式對字符串中的所有字母求和：

string[0] * 65536 + string[1] * 32768 + string[2] * 16384 + ...

而且我遇到了一個問題，我是否應該將這些數字定義為int數組中的常量，如下所示：

const int MULTIPLICATION[] = {
    65536,
    32768,
    16384,
    8192,
    4096,
    2048,
    1024,
    512,
    256,
    128,
    64,
    32,
    16,
    8,
    4,
    2,
    1
}

或者，也許我應該在計算哈希本身時生成這些數字（雖然由於它們尚未生成而可能會失去一些速度）？ 我需要數百萬次這個哈希計數，我希望編譯器理解的主要事情是，而不是正常的MUL操作

MOV EBX, 8
MUL EBX

它會的

SHL EAX, 3

編譯器是否理解如果我乘以2的冪來移位而不是通常的乘法？

另一個問題，我很確定當你用c ++編號* = 2時，它會移位。 但只是為了澄清，是嗎？

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謝謝，我已經找到了如何在調試器中查看dissasembly。 是的，如果您使用它，編譯器確實理解移位

number *= 65536

但是，如果你這樣做，它會進行正常的乘法運算

number1 = 65536
number *= number1;

Answer 1

試試吧！

你用的是什么編譯器？ 您可以告訴大多數編譯器在編譯后保留中間文件，或者只編譯（而不是匯編），這樣您就可以實際查看它生成的匯編代碼。

你可以看到我的另一個問題 ，這就是我所做的。

例如，在gcc中， -S標志表示“僅編譯”。 並且-masm=intel生成更可讀的程序集，IMO。

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編輯

總而言之，我認為以下是您正在尋找的算法（未經測試）：

// Rotate right by n bits
#define ROR(a, n)   ((a >> n) | (a << (sizeof(a)*8-n)))


int custom_hash(const char* str, int len) {
    int hash = 0;
    int mult = 0x10000;  // 65536, but more obvious

    for (int i=0; i<len; i++) {
        hash += str[i] * mult;
        mult = ROR(mult, 1);    
    }

    return mult;
}

首先，你沒有指定當你有超過16個字符時會發生什么（乘數是多少？）所以在這個實現中，我使用了一個按位旋轉。 x86具有按位旋轉指令 （ ror和rol用於向右和向左旋轉）。 但是，C沒有提供表達旋轉操作的方法。 所以我定義了為你做旋轉的ROR宏。 （了解它的工作原理留給讀者練習！）

在我的循環中，我像你一樣在0x10000（65536）開始乘數。 循環的每次迭代，我將乘數右旋一位。 這基本上將它除以2，直到達到1，之后變為0x80000000。

Answer 2

答案取決於您的編譯器，硬件架構以及其他可能的東西。

先驗的是，用移位替換這種乘法是最佳的事情。 我認為通常應該讓編譯器進行指令級優化。

那就是說，讓我們看看我的編譯器做了什么:)

int i, j;

int main() {
  j = i * 8;
}

這是使用gcc 4.7.2和-O3編譯的結果

_main:
LFB0:
        movq    _i@GOTPCREL(%rip), %rax
        movl    (%rax), %edx
        movq    _j@GOTPCREL(%rip), %rax
        sall    $3, %edx                  ;<<<<<<<<<< THE SHIFT INSTRUCTION
        movl    %edx, (%rax)
        ret

所以，在我的環境中，答案顯然是“是”。

至於您的其他問題，請不要預先計算MULTIPLICATION 。 獲得系數

string[0] * 65536 + string[1] * 32768 + string[2] * 16384 + ...

剛開始使用coeff = 65536並在每次迭代時將其向右移一位：

coeff >>= 1;

Answer 3

你為什么不只使用C ++內置的shift運算符？

(string[0] << 16) + (string[1] << 15) + (string[2] << 14) + ...

Answer 4

您可以使用模板元編程 ，確保在編譯時計算2的冪，而不管編譯器如何：

template<unsigned int SHIFT>
struct PowerOf2
{
  static const size_t value = 1 << SHIFT;
};

為方便使用宏如下：

#define CONSTRUCT(I) (string[I] * PowerOf2<16 - I>::value)

現在用，

CONSTRUCT(0)

相當於：

string[0] * 65536

Answer 5

您可以通過不斷乘以2來累積它。

int doubleRunningTotalAndAdd(int runningTotal, unsigned char c)
{
    runningTotal *= 2;
    runningTotal += c;
    return runningTotal;
}

string s = "hello";

int total = accumulate(s.rbegin(), s.rend(), 0, doubleRunningTotalAndAdd);

Answer 6

沒有規則; 編譯器將生成能夠提供正確結果的代碼。 我知道的所有編譯器都會使用移位組合，並在最快的解決方案時添加和減少。 我曾經研究過整數乘法比移位快的系統; 我還參與了一個系統，在這個系統中，編譯器為h * 127生成了比(h << 7) - h更好的代碼，盡管機器沒有硬件乘法。

如果你想將數字作為const數組的初始化器，當然，顯而易見的答案是用其他程序生成它們，並插入生成的文本。