bitCount（int i）関数は、数値の2進数で1の数をカウントすることを実現します。たとえば、5のバイナリ値は101であり、2が返されます。
Jdk1.8のソースコードは以下の通りです。一見唖然としましたが、それでも唖然としました。2時間の分析の後、唖然とし、元気になったので、この記事を書きました。
public static int bitCount(int i) {
// HD, Figure 5-2
i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
i = i + (i >>> 8);
i = i + (i >>> 16);
return i & 0x3f;
}
基本知識
- ＆および操作：a＆b、aとbの両方が1で、結果は1です。それ以外の場合、結果は0です。1001 1100、最初の4桁の1001 1100＆1111 0000 = 1001、最後の4桁の1001 1100＆0000 1111 = 1100などの固定間隔の値を取得するために使用できます。
- ">>>"および "<<<"：符号なし右シフトおよび符号なし左シフト。（負の数を表す方法が含まれますが、これはこの記事の範囲を超えています）
- コード内の16進数の2進表現は次のとおりです。
| 元の | バイナリ |
|---|---|
| 0x55555555 | 01010101 01010101 01010101 01010101 |
| 0x33333333 | 00110011 00110011 0011001100110011 |
| 0x0f0f0f0f | 00001111 00001111 00001111 00001111 |
| 0x3f | 00000000 00000000 00000000 11111111 |
結果から始める
-
Intは4バイトを占め、C1、C2、C3、C4はこれらの4バイトを左から右に表します。入力パラメーターiはC1、C2、C3、C4で表され、一連の計算の後、iはD1、D2、D3、およびD4で表されます。
-
戻り値による i＆0x3fことを見ることができる唯一のD4は、操作に関与しているとD4の値は、結果の値です。D4の値だけが結果になるのはなぜですか？答えはコードの最後の2行にあります
i = i + (i >>> 8);// 第一行
i = i + (i >>> 16);// 第二行
- コードの最後の2行のロジックは次のとおりです。バイトには8ビットがあり、8ビットを右シフトすると最後のバイトが削除されます。同様に16ビットを右シフトすると最後の2バイトが削除されます。これらの2行のコードが実行された後、D4の値は実際にはD1 + D2 + D3 + D4です。したがって、D4を使用して計算に参加し、戻ります。。
分割統治
- タイムラインがコードの最後の2行に戻る前に、D1、D2、D3、およびD4は何を表していますか？なぜ加算が結果になるのですか？
- 結論：D1は、C1に1がいくつあるかを示します。同様に、D2、D3、およびD4は、それぞれC2、C3、およびC4にある1の数を示します。したがって、結果としてD1 + D2 + D3 + D4を返すことができます。
- では、C1はどのようにD1に移動するのでしょうか。、これは、コードの最初の3行が行うことです
i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
- C1が10110011であると仮定します。別の観点からC1の各ビットの意味を見てみましょう。各ビットは、このビットに1がいくつあるかを示します。1のビットはこのビットが1であることを意味し、0のビットはこのビットが0であることを意味します。コードの最初の行が実行された後、このアイデアは意味のあるものになります。2桁は、これら2桁に1がいくつあるかを示すために使用されます。たとえば、最初の2桁10は、01を使用してこれら2桁に1がいくつあるかを示し、3桁または4桁11は10を使用して示すことができます。これらの2桁に1がいくつあるかなど。
- コードの最初の行が実行された後、C1 '= 01 10 00 10は、1桁または2桁に1があり、3桁または4桁に2があり、5桁または6桁に0があり、7桁または8桁にあることを意味します。 2つの1。
- コードの2行目が実行された後、C1 '' = 0011 0010は、最初の4桁に3つの1があり、最後の4桁に2つの1があることを意味します。
- コードの3行目が実行された後、D1 = 00000101、小数は5です。これは、サブ結果としてD2、D3、およびD4に直接追加して、返すことができます。
実行プロセスは次のとおりです。
コードの最初の3行を理解する
- コードの最後の2行は、以前に分析されています。コードの最初の3行の効果はすでにわかっていますが、上記の効果を実現する方法は依然として厄介であり、同等の記述に変更する方が理解しやすく、もちろんソースコードの効率は高くなります。
源码：
i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
等价写法：
i = (i & 0x55555555) + ((i >>> 1) & 0x55555555);
i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
i = (i & 0x0f0f0f0f) + ((i >>> 4) & 0x0f0f0f0f);
- C1 = 10110011を例にとると、各ビットは前のナンセンスに対応する間隔を表します。ビットビットが1の場合は、このビットが1であることを意味し、ビットビットが0の場合は、このビットの1が0であることを意味します。説明には1〜8の間隔が便利です。奇数の位置を「奇数の間隔」、偶数の位置を「偶数の間隔」と呼びます。
- コードの最初の行のプラス記号の前では、偶数間隔で1が取得され、プラス記号の後では、奇数間隔で1が取得されます。加算は、隣接する「パリティ間隔」との間隔をマージすることと同じです。 C1は4に減少します。
- 同様に、コードの2行目は間隔を2に減らし、コードの3行目は間隔を1に減らします。これに基づいて、C1からD1を完成させます。
- 全体のプロセスは、実際には分割統治の逆の順序です〜
最後に、上記のプロセスは紙に描くことができ、一目でわかります。