是否有内置函数来反转位顺序

我想出了几种手动方式,但我一直想知道是否有内置的.NET可以做到这一点。

基本上,我想要反转一个字节中的位顺序,以便最低有效位成为最高有效位。

例如:1001 1101 = 9D将变为1011 1001 = B9

关于如何执行此操作的方法是使用按位操作,如果遵循此伪代码:

for (i = 0; i>1 x= byte & 1 byte >>1 y = x|y; } 

我想知道是否有某个function允许我在一行中完成所有这些操作。 另外,你知道这个操作的术语,我确定有一个,但我现在记不起来了。

谢谢

我决定做一些关于倒车方法的性能测试。

使用Chad的链接我写了以下方法:

 public static byte[] BitReverseTable = { 0x00, 0x80, 0x40, 0xc0, 0x20, 0xa0, 0x60, 0xe0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xd0, 0x30, 0xb0, 0x70, 0xf0, 0x08, 0x88, 0x48, 0xc8, 0x28, 0xa8, 0x68, 0xe8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xd8, 0x38, 0xb8, 0x78, 0xf8, 0x04, 0x84, 0x44, 0xc4, 0x24, 0xa4, 0x64, 0xe4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xd4, 0x34, 0xb4, 0x74, 0xf4, 0x0c, 0x8c, 0x4c, 0xcc, 0x2c, 0xac, 0x6c, 0xec, 0x1c, 0x9c, 0x5c, 0xdc, 0x3c, 0xbc, 0x7c, 0xfc, 0x02, 0x82, 0x42, 0xc2, 0x22, 0xa2, 0x62, 0xe2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xd2, 0x32, 0xb2, 0x72, 0xf2, 0x0a, 0x8a, 0x4a, 0xca, 0x2a, 0xaa, 0x6a, 0xea, 0x1a, 0x9a, 0x5a, 0xda, 0x3a, 0xba, 0x7a, 0xfa, 0x06, 0x86, 0x46, 0xc6, 0x26, 0xa6, 0x66, 0xe6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xd6, 0x36, 0xb6, 0x76, 0xf6, 0x0e, 0x8e, 0x4e, 0xce, 0x2e, 0xae, 0x6e, 0xee, 0x1e, 0x9e, 0x5e, 0xde, 0x3e, 0xbe, 0x7e, 0xfe, 0x01, 0x81, 0x41, 0xc1, 0x21, 0xa1, 0x61, 0xe1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xd1, 0x31, 0xb1, 0x71, 0xf1, 0x09, 0x89, 0x49, 0xc9, 0x29, 0xa9, 0x69, 0xe9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xd9, 0x39, 0xb9, 0x79, 0xf9, 0x05, 0x85, 0x45, 0xc5, 0x25, 0xa5, 0x65, 0xe5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xd5, 0x35, 0xb5, 0x75, 0xf5, 0x0d, 0x8d, 0x4d, 0xcd, 0x2d, 0xad, 0x6d, 0xed, 0x1d, 0x9d, 0x5d, 0xdd, 0x3d, 0xbd, 0x7d, 0xfd, 0x03, 0x83, 0x43, 0xc3, 0x23, 0xa3, 0x63, 0xe3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xd3, 0x33, 0xb3, 0x73, 0xf3, 0x0b, 0x8b, 0x4b, 0xcb, 0x2b, 0xab, 0x6b, 0xeb, 0x1b, 0x9b, 0x5b, 0xdb, 0x3b, 0xbb, 0x7b, 0xfb, 0x07, 0x87, 0x47, 0xc7, 0x27, 0xa7, 0x67, 0xe7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xd7, 0x37, 0xb7, 0x77, 0xf7, 0x0f, 0x8f, 0x4f, 0xcf, 0x2f, 0xaf, 0x6f, 0xef, 0x1f, 0x9f, 0x5f, 0xdf, 0x3f, 0xbf, 0x7f, 0xff }; public static byte ReverseWithLookupTable(byte toReverse) { return BitReverseTable[toReverse]; } public static byte ReverseBitsWith4Operations(byte b) { return (byte)(((b * 0x80200802ul) & 0x0884422110ul) * 0x0101010101ul >> 32); } public static byte ReverseBitsWith3Operations(byte b) { return (byte)((b * 0x0202020202ul & 0x010884422010ul) % 1023); } public static byte ReverseBitsWith7Operations(byte b) { return (byte)(((b * 0x0802u & 0x22110u) | (b * 0x8020u & 0x88440u)) * 0x10101u >> 16); } public static byte ReverseBitsWithLoop(byte v) { byte r = v; // r will be reversed bits of v; first get LSB of v int s = 7; // extra shift needed at end for (v >>= 1; v != 0; v >>= 1) { r <<= 1; r |= (byte)(v & 1); s--; } r <<= s; // shift when v's highest bits are zero return r; } public static byte ReverseWithUnrolledLoop(byte b) { byte r = b; b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; r <<= 1; r |= (byte)(b & 1); b >>= 1; return r; } 

然后我测试了它,结果如下:

测试function:

  • 100000000个随机字节来反转
  • 操作系统:Windows 7 x64
  • CPU:AMD Phenom II 955(4核@ 3.2 GHz)
  • 内存:4GB
  • IDE:Visual Studio 2010

目标框架3.5

 ----------------------------------------------------- | Method | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) | ----------------------------------------------------- | Loop | 4861859 | 4079554 | | Unrolled Loop | 3241781 | 2948026 | | Look-up table | 894809 | 312410 | | 3-Operations | 2068072 | 6757008 | | 4-Operations | 893924 | 1972576 | | 7-Operations | 1219189 | 303499 | ----------------------------------------------------- 

目标框架4

 ----------------------------------------------------- | Method | Ticks(x64 mode) | Ticks(x86 mode) | ----------------------------------------------------- | Loop | 4682654 | 4147036 | | Unrolled Loop | 3154920 | 2851307 | | Look-up table | 602686 | 313940 | | 3-Operations | 2067509 | 6661542 | | 4-Operations | 893406 | 2018334 | | 7-Operations | 1193200 | 991792 | ----------------------------------------------------- 

所以,查找表方法并不总是最快:)

这可能是合理的,因为内存访问比CPU寄存器访问慢,所以如果编译和优化某些方法足以避免mem访问(并进行少量操作),则速度更快。 (无论如何,CPU内存缓存极大地减少了差距)

在x64或x86模式下看到不同的行为,以及3.5和4.0框架如何执行不同的优化,这也很有趣。

不,BCL中没有任何内容。

但是,假设你想要快速的东西:

  • 由于只有8位,因此展开循环(使用4个语句而不是for循环)是值得的。

  • 要获得更快的解决方案,请创建256条目查找表。

当然,您可以将两个方法都包装在一个函数中,以便使用只需要1个语句。

我找到了这个问题的页面 。

你可以在fxtbook中找到比特笨拙的算法。 第1.14章给出了这些比特交换算法:

  static uint bitSwap1(uint x) { uint m = 0x55555555; return ((x & m) << 1) | ((x & (~m)) >> 1); } static uint bitSwap2(uint x) { uint m = 0x33333333; return ((x & m) << 2) | ((x & (~m)) >> 2); } static uint bitSwap4(uint x) { uint m = 0x0f0f0f0f; return ((x & m) << 4) | ((x & (~m)) >> 4); } 

这使您的字节值位反转:

  public static byte swapBits(byte value) { return (byte)(bitSwap4(bitSwap2(bitSwap1(value)))); } 

x86 JIT编译器在优化此代码方面做得不是很好。 如果速度很重要,那么您可以使用它来初始化byte []以使其成为快速查找。

使用@Chads链接

 byte b; b = 0x9D; b = (byte)((b * 0x0202020202 & 0x010884422010) % 1023); 

编辑 :忘记演员

请看这个全面的比特笨拙的黑客攻击 ,即你想要’通过3次操作(64位乘法和模数除法)反转一个字节中的位’

 int lVal = 0x9D; int lNewVal = (int)((((ulong)lVal * 0x0202020202UL) & 0x010884422010UL) % 1023); System.Diagnostics.Debug.WriteLine(string.Format("{0:X2}", lNewVal)); 

当你运行它时,你会发现该值被反转为0xB9。

 private UInt32 BitReverse(UInt32 value) { UInt32 left = (UInt32)1 << 31; UInt32 right = 1; UInt32 result = 0; for (int i = 31; i >= 1; i -= 2) { result |= (value & left) >> i; result |= (value & right) << i; left >>= 1; right <<= 1; } return result; } 
 public static byte Reverse(this byte b) { int a = 0; for (int i = 0; i < 8; i++) if ((b & (1 << i)) != 0) a |= 1 << (7- i); return (byte)a; }