C ++中的按位扩展

马特奥·蒙蒂(Matteo Monti)

这是我的问题。我在C ++中有两个简短的解释:

short a;
short b;

它们的位表示形式可以是

a = a0 a1 a2 a3 a4 ... a15
b = b0 b1 b2 b3 b4 ... b15

其中a0,b0,a1,b1等表示两个short int的单个位。现在,我想知道是否存在一种有效的方式来生成以下形式的int:

a0 b0 a1 b1 a2 b2 ... a15 b15

我知道我可以脚踏实地地使用循环并手动屏蔽每个位,但是我想知道是否有更有效的方法来做到这一点。

非常感谢你

姓名

这是一种使用查找表的方法:

static const unsigned short MortonTable256[256] = 
{
  0x0000, 0x0001, 0x0004, 0x0005, 0x0010, 0x0011, 0x0014, 0x0015, 
  0x0040, 0x0041, 0x0044, 0x0045, 0x0050, 0x0051, 0x0054, 0x0055, 
  0x0100, 0x0101, 0x0104, 0x0105, 0x0110, 0x0111, 0x0114, 0x0115, 
  0x0140, 0x0141, 0x0144, 0x0145, 0x0150, 0x0151, 0x0154, 0x0155, 
  0x0400, 0x0401, 0x0404, 0x0405, 0x0410, 0x0411, 0x0414, 0x0415, 
  0x0440, 0x0441, 0x0444, 0x0445, 0x0450, 0x0451, 0x0454, 0x0455, 
  0x0500, 0x0501, 0x0504, 0x0505, 0x0510, 0x0511, 0x0514, 0x0515, 
  0x0540, 0x0541, 0x0544, 0x0545, 0x0550, 0x0551, 0x0554, 0x0555, 
  0x1000, 0x1001, 0x1004, 0x1005, 0x1010, 0x1011, 0x1014, 0x1015, 
  0x1040, 0x1041, 0x1044, 0x1045, 0x1050, 0x1051, 0x1054, 0x1055, 
  0x1100, 0x1101, 0x1104, 0x1105, 0x1110, 0x1111, 0x1114, 0x1115, 
  0x1140, 0x1141, 0x1144, 0x1145, 0x1150, 0x1151, 0x1154, 0x1155, 
  0x1400, 0x1401, 0x1404, 0x1405, 0x1410, 0x1411, 0x1414, 0x1415, 
  0x1440, 0x1441, 0x1444, 0x1445, 0x1450, 0x1451, 0x1454, 0x1455, 
  0x1500, 0x1501, 0x1504, 0x1505, 0x1510, 0x1511, 0x1514, 0x1515, 
  0x1540, 0x1541, 0x1544, 0x1545, 0x1550, 0x1551, 0x1554, 0x1555, 
  0x4000, 0x4001, 0x4004, 0x4005, 0x4010, 0x4011, 0x4014, 0x4015, 
  0x4040, 0x4041, 0x4044, 0x4045, 0x4050, 0x4051, 0x4054, 0x4055, 
  0x4100, 0x4101, 0x4104, 0x4105, 0x4110, 0x4111, 0x4114, 0x4115, 
  0x4140, 0x4141, 0x4144, 0x4145, 0x4150, 0x4151, 0x4154, 0x4155, 
  0x4400, 0x4401, 0x4404, 0x4405, 0x4410, 0x4411, 0x4414, 0x4415, 
  0x4440, 0x4441, 0x4444, 0x4445, 0x4450, 0x4451, 0x4454, 0x4455, 
  0x4500, 0x4501, 0x4504, 0x4505, 0x4510, 0x4511, 0x4514, 0x4515, 
  0x4540, 0x4541, 0x4544, 0x4545, 0x4550, 0x4551, 0x4554, 0x4555, 
  0x5000, 0x5001, 0x5004, 0x5005, 0x5010, 0x5011, 0x5014, 0x5015, 
  0x5040, 0x5041, 0x5044, 0x5045, 0x5050, 0x5051, 0x5054, 0x5055, 
  0x5100, 0x5101, 0x5104, 0x5105, 0x5110, 0x5111, 0x5114, 0x5115, 
  0x5140, 0x5141, 0x5144, 0x5145, 0x5150, 0x5151, 0x5154, 0x5155, 
  0x5400, 0x5401, 0x5404, 0x5405, 0x5410, 0x5411, 0x5414, 0x5415, 
  0x5440, 0x5441, 0x5444, 0x5445, 0x5450, 0x5451, 0x5454, 0x5455, 
  0x5500, 0x5501, 0x5504, 0x5505, 0x5510, 0x5511, 0x5514, 0x5515, 
  0x5540, 0x5541, 0x5544, 0x5545, 0x5550, 0x5551, 0x5554, 0x5555
};

unsigned short x; // Interleave bits of x and y, so that all of the
unsigned short y; // bits of x are in the even positions and y in the odd;
unsigned int z;   // z gets the resulting 32-bit Morton Number.

z = MortonTable256[y >> 8]   << 17 | 
    MortonTable256[x >> 8]   << 16 |
    MortonTable256[y & 0xFF] <<  1 | 
    MortonTable256[x & 0xFF];

查找表将8位二进制数转换abcdefgh0a0b0c0d0e0f0g0h该代码适用于16位输入(和32位输出),但是可以很容易地推广到更宽的输入。

该代码取自Bit Twiddling Hacks有关其他两种方法,请参见链接。

对于背景,这种位交织称为莫顿码,是一种在保留点局部性的同时将多个维度合并为一个维度的方法。

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