查找字节中设置的位的位置

本文关键字：位置 设置 字节 查找 | 更新日期: 2023-09-27 18:14:33

当我遇到这个问题时，我正在尝试创建一个稀疏八叉树的实现，就像nVidia的人("高效稀疏体素八叉树")为他们的体素所做的那样:

我有一个字节类型的位域(所以只有8位)，它告诉我八叉树的叶子在哪里(1表示叶子，0表示没有叶子，8个节点附加-> 8位)。我现在要做的是返回一个叶节点位置的数组。我目前的实现是使用while循环来确定是否设置了LSB。之后输入移动1。我是这样做的:

int leafposition = _leafmask & _validmask;
int[] result = new int[8]; 
int arrayPosition = 0;
int iteration = 0;
while ( leafposition > 0 )
{
   iteration++; //nodes are not zero-indexed ... ?
   if ( (leafposition & 1) == 1 ) // LSB set?
   {
     result.SetValue( iteration, arrayPosition );
     arrayPosition++;
   };
   leafposition = leafposition >> 1;
}
return result;

这看起来并不优雅，有两件事令人不安:

  • 这个while循环模拟了for循环
  • 结果数组很可能小于8个值，但是调整大小是昂贵的

对于42个(0010 1010)，我期望结果类似于[2,4,6]。

谁能提供一个更优雅的解决方案，仍然是可读的?

结果

我正在使用前面实现的八叉树叶数函数来将数组设置为适当的大小。

查找字节中设置的位的位置

如果您追求代码简洁，我会使用:

int[] result = new int[8]; 
byte leafposition = 42;
int arrayPosition = 0;
for (int iteration = 0; iteration < 8; ++iteration)
    if ((leafposition & (1 << iteration)) != 0)
        result[arrayPosition++] = iteration + 1;   // one-indexed

如果您追求性能，我会使用预填充的数组(包含256个条目)。你可以静态地(在编译时)或惰性地(在第一次调用你的方法之前)生成它。

int[][] leaves =
{
    /* 00000000 */ new int[] { },
    /* 00000001 */ new int[] { 1 },
    /* 00000010 */ new int[] { 2 },
    /* 00000011 */ new int[] { 1, 2 },
    /* 00000100 */ new int[] { 3 },
    /* 00000101 */ new int[] { 1, 3 },
    /* 00000110 */ new int[] { 2, 3 },
    /* 00000111 */ new int[] { 1, 2, 3 },
    /* 00001000 */ new int[] { 4 },
    /* 00001001 */ new int[] { 1, 4 },
    /* ... */
};
byte leafposition = 42;
int[] result = leaves[leafposition];

Edit:如果您正在使用查找表，并且可以承担一次性初始化(将通过许多后续使用平摊)，我建议动态创建它(而不是使源代码膨胀)。以下是LINQ中的一些示例代码;您可以使用循环版本。

int[][] leaves = new int[256][];
for (int i = 0; i < 256; ++i)
    leaves[i] = Enumerable.Range(0, 8)
                          .Where(b => (i & (1 << b)) != 0)
                          .Select(b => b + 1)
                          .ToArray();

这是一个使用__builtin_ffs的c风格解决方案

int arrayPosition = 0;
unsigned int tmp_bitmap = original_bitfield;        
while (tmp_bitmap > 0) {
    int leafposition = __builtin_ffs(tmp_bitmap) - 1;
    tmp_bitmap &= (tmp_bitmap-1);
    result[arrayPosition++] = leafposition;
}

如何，

public static IEnumerable<int> LeafPositions(byte octet)
{
    for (var i = 1; octet > 0; octet >>= 1, i++)
    {
        if ((octet & 1) == 1)
        {
            yield return i;
        }
    }
}

或者，在我看来，更容易阅读。

IEnumerable<int> LeafPositions(byte octet)
{
    if ((octet & 1) == 1) yield return 1;
    if ((octet & 2) == 2) yield return 2;
    if ((octet & 4) == 4) yield return 3;
    if ((octet & 8) == 8) yield return 4;
    if ((octet & 16) == 16) yield return 5;
    if ((octet & 32) == 32) yield return 6;
    if ((octet & 64) == 64) yield return 7;
    if ((octet & 128) == 128) yield return 8;
}

或者，走向极端

IEnumerable<int> LeafPositions(byte octet)
{
    switch (octet)
    {
        case 1:
            yield return 1;
            break;
        case 2:
            yield return 2;
            break;
        case 3:
            yield return 1;
            yield return 2;
            break;
        ...
        case 255:
            yield return 1;
            yield return 2;
            yield return 3;
            yield return 4;
            yield return 5;
            yield return 6;
            yield return 7;
            yield return 8;
            break;
    }
    yield break;
}
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