c - C中使用64位而不是8位的按位XOR

我考虑如何对2个字节的数组进行有效的XORing。
我将此字节数组定义为unsigned char *
我认为将它们作为uint64_t异或会更快。是真的吗
如何在XORing循环内有效地将unsigned char *转换为此uint64_t *？如果字节数组％8的长度不为0，如何填充最后一个字节？

这是XORs字节数组的当前代码，但每个字节（无符号字符）分别为：

unsigned char *bitwise_xor(const unsigned char *A_Bytes_Array, const unsigned char *B_Bytes_Array, const size_t length) {

    unsigned char *XOR_Bytes_Array;

    // allocate XORed bytes array
    XOR_Bytes_Array = malloc(sizeof(unsigned char) * length);

    // perform bitwise XOR operation on bytes arrays A and B
    for(int i=0; i < length; i++)
        XOR_Bytes_Array[i] = (unsigned char)(A_Bytes_Array[i] ^ B_Bytes_Array[i]);

    return XOR_Bytes_Array;
}

好的，与此同时，我尝试过这种方式。我的bytes_array相当大（rgba位图4 * 1440 * 900？）。

static uint64_t next64bitsFromBytesArray(const unsigned char *bytesArray, const int i) {

    uint64_t next64bits = (uint64_t) bytesArray[i+7] | ((uint64_t) bytesArray[i+6] << 8) | ((uint64_t) bytesArray[i+5] << 16) | ((uint64_t) bytesArray[i+4] << 24) | ((uint64_t) bytesArray[i+3] << 32) | ((uint64_t) bytesArray[i+2] << 40) | ((uint64_t) bytesArray[i+1] << 48) | ((uint64_t)bytesArray[i] << 56);
    return next64bits;
}

unsigned char *bitwise_xor64(const unsigned char *A_Bytes_Array, const unsigned char *B_Bytes_Array, const size_t length) {

    unsigned char *XOR_Bytes_Array;

    // allocate XORed bytes array
    XOR_Bytes_Array = malloc(sizeof(unsigned char) * length);

    // perform bitwise XOR operation on bytes arrays A and B using uint64_t
    for(int i=0; i<length; i+=8) {

        uint64_t A_Bytes = next64bitsFromBytesArray(A_Bytes_Array, i);
        uint64_t B_Bytes = next64bitsFromBytesArray(B_Bytes_Array, i);
        uint64_t XOR_Bytes = A_Bytes ^ B_Bytes;
        memcpy(XOR_Bytes_Array + i, &XOR_Bytes, 8);
    }

    return XOR_Bytes_Array;
}

更新：（解决此问题的第二种方法）

unsigned char *bitwise_xor64(const unsigned char *A_Bytes_Array, const unsigned char *B_Bytes_Array, const size_t length) {

    const uint64_t *aBytes = (const uint64_t *) A_Bytes_Array;
    const uint64_t *bBytes = (const uint64_t *) B_Bytes_Array;

    unsigned char *xorBytes = malloc(sizeof(unsigned char)*length);

    for(int i = 0, j=0; i < length; i +=8) {
            uint64_t aXORbBytes = aBytes[j] ^ bBytes[j];
            //printf("a XOR b = 0x%" PRIx64 "\n", aXORbBytes);
            memcpy(xorBytes + i, &aXORbBytes, 8);
            j++;
    }

    return xorBytes;
}

最佳答案

所以我做了一个实验：

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

#ifndef TYPE
#define TYPE uint64_t
#endif

TYPE *
xor(const void *va, const void *vb, size_t l)
{
        const TYPE *a = va;
        const TYPE *b = vb;
        TYPE *r = malloc(l);
        size_t i;

        for (i = 0; i < l / sizeof(TYPE); i++) {
                *r++ = *a++ ^ *b++;
        }
        return r;
}

使用基本优化的clang为uint64_t和uint8_t进行了编译。在这两种情况下，编译器都会对此进行向量化。区别在于uint8_t版本具有在l不是8的倍数时处理的代码。因此，如果我们添加代码以处理大小不是8的倍数的代码，则可能会得到等效的生成代码。此外，64位版本还展开了几次循环并具有处理该代码的代码，因此对于足够大的阵列，您可能会在此处获得百分之几的收益。另一方面，在足够大的阵列上，您将受到内存限制，并且xor操作无关紧要。

您确定编译器不会处理此问题吗？这是一种微优化，只有在测量事物时才有意义，然后您就不需要问哪个更快。

关于c - C中使用64位而不是8位的按位XOR，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/40104897/