巧用位运算,让嵌入式系统更快更稳定!

2019-2-14 11:05| 发布者: admin| 查看: 841| 评论: 0

摘要: 作者：嵌入式资讯精选位运算加速技巧本方法可以让C语言指令进一步接近汇编指令的执行效率，提高单片机、嵌入式系统的速度和稳定性，但编程时应采取函数化的编程法——例如使用swap()函数时，必要时加注释。注：本 ...

作者：嵌入式资讯精选

位运算加速技巧

本方法可以让C语言指令进一步接近汇编指令的执行效率，提高单片机、嵌入式系统的速度和稳定性，但编程时应采取函数化的编程法——例如使用swap()函数时，必要时加注释。

注：本例涉及一些计算机原理的思想，较为抽象，读者可利用1和2（01和10）等简单的数字进行验证，并上机实验，以加深印象。

0.位运算心法：（掌握粗体字）

&（与逻辑）：有0出0，全1出1；

|（或逻辑）：有1出1，全0出0；

~（非逻辑）：空即是色，色即是空；

^（异或）：相异出1，相同出0；

1. 如果乘上一个2的倍数数值，可以改用左移运算(Left Shift) 加速 300%

x = x * 2;
x = x * 64;

//改为:

x = x << 1; // 2 == 21
x = x << 6; // 64 == 26

2. 如果除上一个 2 的倍数数值，可以改用右移运算加速 350%

x = x / 2;
x = x / 64;

//改为:
x = x >> 1; // 2 == 21
x = x >> 6; // 64 == 26

3. 数值转整数加速 10%

x = int(1.232)

//改为:
x = 1.232 >> 0;

4. 交换两个数值(swap)，使用 XOR 可以加速20%

var t:int = a;
a = b;
b = t;

//equals:

a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;

5. 正负号转换，可以加入 300%

i = -i;

//改为

i = ~i + 1; // NOT 写法

//或

i = (i ^ -1) + 1; // XOR 写法

6. 取余数，如果除数为 2 的倍数，可利用 AND 运算加速 600%

x = 131 % 4;

//equals:

x = 131 & (4 - 1);

7. 利用 AND 运算检查整数是否为 2 的倍数，可以加速 600%

isEven = (i % 2) == 0;
//equals:
isEven = (i & 1) == 0;

8. 加速 Math.abs 600% 的写法1，写法2 又比写法1加速 20%

//写法1
i = x < 0 ? -x : x;

//写法2
i = (x ^ (x >> 31)) - (x >> 31);

//写法3
i=x^(~(x>>31)+1)+(x>>31);

9. 比较两数值相乘之后是否拥有相同的符号，加速 35%

eqSign = a * b > 0;
//equals:
eqSign = a ^ b > 0;

其它位运算技巧

1. RGB 色彩分离

var 24bitColor:uint = 0xff00cc;
var r:uint = 24bitColor >> 16;
var g:uint = 24bitColor >> 8 & 0xFF;
var b:uint = 24bitColor & 0xFF;

2. RGB 色彩合并

var r:uint = 0xff;
var g:uint = 0x00;
var b:uint = 0xcc;
var 24bitColor:uint = r << 16 | g << 8 | b;

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