Char [] в шестнадцатеричную строку упражнение

Например, вместо умножения на 16 сделайте bitshift << 4

Также не используйте std::string, вместо этого просто создайте буфер в куче, а затем delete. Это будет более эффективно, чем уничтожение объекта, которое требуется из строки.

Работайте с 32 битами за раз (4 символа), затем при необходимости обработайте хвост. Когда я выполнял это упражнение с кодировкой URL-адресов, полный поиск в таблице для каждого символа был немного быстрее, чем логические конструкции, поэтому вы можете проверить это в контексте, а также принять во внимание проблемы с кешированием.

не будет иметь большого значения ... * pChar- (ofs * 16) можно сделать с помощью [* pCHar & 0x0F]

Это моя версия, которая, в отличие от версии OP, не предполагает, что std::basic_string имеет данные в непрерывном регионе:

#include <string>

using std::string;

static char const* digits("0123456789ABCDEF");

string
tohex(string const& data)
{
    string result(data.size() * 2, 0);
    string::iterator ptr(result.begin());
    for (string::const_iterator cur(data.begin()), end(data.end()); cur != end; ++cur) {
        unsigned char c(*cur);
        *ptr++ = digits[c >> 4];
        *ptr++ = digits[c & 15];
    }
    return result;
}

Убедитесь, что оптимизация вашего компилятора включена на самый высокий рабочий уровень.

Вы знаете, что в gcc используются флаги от «-O1» до «-03».

Ценой большего объема памяти вы можете создать полную таблицу шестнадцатеричных кодов из 256 записей:

static const char _hex2asciiU_value[256][2] =
    { {'0','0'}, {'0','1'}, /* ..., */ {'F','E'},{'F','F'} };

Затем направьте индекс в таблицу, без необходимости возиться с битами.

const char *pHexVal = pHex[*pChar];
pszHex[0] = pHexVal[0];
pszHex[1] = pHexVal[1];

Изменение

    ofs = *pChar >> 4;
    pszHex[0] = pHex[ofs];
    pszHex[1] = pHex[*pChar-(ofs*16)];

к

    int upper = *pChar >> 4;
    int lower = *pChar & 0x0f;
    pszHex[0] = pHex[upper];
    pszHex[1] = pHex[lower];

приводит к ускорению примерно на 5%.

Запись результата по два байта за раз, как предлагает Роберт, приводит к ускорению примерно на 18%. Код изменится на:

_result.resize(_len*2);
short* pszHex = (short*) &_result[0];
const unsigned char* pEnd = _pArray + _len;

const char* pHex = _hex2asciiU_value;
for(const unsigned char* pChar = _pArray;
    pChar != pEnd;
    pChar++, ++pszHex )
{
    *pszHex = bytes_to_chars[*pChar];
}

Требуемая инициализация:

short short_table[256];

for (int i = 0; i < 256; ++i)
{
    char* pc = (char*) &short_table[i];
    pc[0] = _hex2asciiU_value[i >> 4];
    pc[1] = _hex2asciiU_value[i & 0x0f];
}

Выполнение этого 2 байта за раз или 4 байта за раз, вероятно, приведет к еще большему ускорению, как указано в Аллан Винд, но затем это становится сложнее, когда вам приходится иметь дело с нечетными символами.

Если вы любите приключения, вы можете попробовать адаптировать Устройство Даффа для этого.

Результаты получены на процессоре Intel Core Duo 2 и gcc -O3.

Всегда измеряйте, что вы действительно получаете более быстрые результаты - пессимизация, притворяющаяся оптимизацией, менее чем бесполезна.

Всегда проверяйте, что вы получаете правильные результаты - ошибка, претендующая на оптимизацию, совершенно опасна.

А всегда имей в виду - это компромисс между скоростью и удобочитаемостью - жизнь слишком коротка, чтобы кто-либо мог поддерживать нечитаемый код.

(Обязательная ссылка для кодирования для жестокий психопат, который знает, где вы живете.)

Я обнаружил, что использование индекса в массиве, а не указателя, может ускорить процесс. Все зависит от того, как ваш компилятор выбирает оптимизацию. Ключ в том, что у процессора есть инструкции для выполнения сложных вещей, таких как [i * 2 + 1], в одной инструкции.

Функция в том виде, в котором она показана, когда я пишу это, выдает неверный результат, даже если полностью указано значение _hex2asciiU_value. Следующий код работает, и на моем Macbook Pro с тактовой частотой 2,33 ГГц выполняется примерно 1,9 секунды для 200000000 миллионов символов.

#include <iostream>

using namespace std;

static const size_t _h2alen = 256;
static char _hex2asciiU_value[_h2alen][3];

string char_to_hex( const unsigned char* _pArray, unsigned int _len )
{
    string str;
    str.resize(_len*2);
    char* pszHex = &str[0];
    const unsigned char* pEnd = _pArray + _len;
    const char* pHex = _hex2asciiU_value[0];
    for( const unsigned char* pChar = _pArray; pChar != pEnd; pChar++, pszHex += 2 ) {
       pszHex[0] = _hex2asciiU_value[*pChar][0];
       pszHex[1] = _hex2asciiU_value[*pChar][1];
    }
    return str;
}


int main() {
  for(int i=0; i<_h2alen; i++) {
    snprintf(_hex2asciiU_value[i], 3,"%02X", i);
  }
  size_t len = 200000000;
  char* a = new char[len];
  string t1;
  string t2;
  clock_t start;
  srand(time(NULL));
  for(int i=0; i<len; i++) a[i] = rand()&0xFF;
  start = clock();
  t1=char_to_hex((const unsigned char*)a, len);
  cout << "char_to_hex conversion took ---> " << (clock() - start)/(double)CLOCKS_PER_SEC << " seconds\n";
}

Если вы здесь одержимы скоростью, вы можете сделать следующее:

Каждый символ представляет собой один байт, представляющий два шестнадцатеричных значения. Таким образом, каждый символ действительно представляет собой два четырехбитных значения.

Итак, вы можете сделать следующее:

1. Распакуйте четырехбитные значения в 8-битные значения с помощью умножения или аналогичной инструкции.
2. Используйте pshufb, инструкцию SSSE3 (хотя только для Core2). Он принимает массив из 16 8-битных входных значений и перемешивает их на основе 16 8-битных индексов во втором векторе. Поскольку у вас есть только 16 возможных символов, это идеально подходит; входной массив - это вектор от 0 до F символов, а индексный массив - это ваш распакованный массив 4-битных значений.

Таким образом, в единственная инструкция вы будете выполнять 16 таблиц поиска за меньшее количество тактов, чем обычно требуется для выполнения всего одного (pshufb - это задержка в 1 такт на Penryn).

Итак, на вычислительных этапах:

1. A B C D E F G H I J K L M N O P (64-битный вектор входных значений, «Вектор A») -> 0A 0B 0C 0D 0E 0F 0G 0H 0I 0J 0K 0L 0M 0N 0O 0P (128-битный вектор индексов, «Вектор B»). Самый простой способ - это, наверное, два 64-битных умножения.
2. pshub [0123456789ABCDEF], вектор B

Я не уверен, что делать больше байтов за раз будет лучше ... вы, вероятно, просто получите кучу промахов кеша и значительно замедлит его.

Что вы можете попробовать, так это развернуть цикл, делать более крупные шаги и вводить больше символов каждый раз в цикле, чтобы удалить часть накладных расходов цикла.

Постоянно получаю ~ 4 мс на моем Athlon 64 4200+ (~ 7 мс с исходным кодом)

for( const unsigned char* pChar = _pArray; pChar != pEnd; pChar++) {
    const char* pchars = _hex2asciiU_value[*pChar];
    *pszHex++ = *pchars++;
    *pszHex++ = *pchars;
}

Более быстрое внедрение C

Это работает почти в 3 раза быстрее, чем реализация на C++. Не уверен, почему, потому что это очень похоже. Для последней опубликованной мной реализации C++ потребовалось 6,8 секунды для прохождения 200000000 символьного массива. Реализация заняла всего 2,2 секунды.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

char* char_to_hex(const unsigned char* p_array, 
                  unsigned int p_array_len,
                  char** hex2ascii)
{
    unsigned char* str = malloc(p_array_len*2+1);
    const unsigned char* p_end = p_array + p_array_len;
    size_t pos=0;
    const unsigned char* p;
    for( p = p_array; p != p_end; p++, pos+=2 ) {
       str[pos] = hex2ascii[*p][0];
       str[pos+1] = hex2ascii[*p][1];
    }
    return (char*)str;
}

int main()
{
  size_t hex2ascii_len = 256;
  char** hex2ascii;
  int i;
  hex2ascii = malloc(hex2ascii_len*sizeof(char*));
  for(i=0; i<hex2ascii_len; i++) {
    hex2ascii[i] = malloc(3*sizeof(char));    
    snprintf(hex2ascii[i], 3,"%02X", i);
  }
  size_t len = 8;
  const unsigned char a[] = "DO NOT WANT";
  printf("%s\n", char_to_hex((const unsigned char*)a, len, (char**)hex2ascii));
}

Эта функция сборки (основанная на моем предыдущем посте здесь, но мне пришлось немного изменить концепцию, чтобы заставить ее работать) обрабатывает 3,3 миллиарда входных символов в секунду (6,6 миллиарда выходных символов) на одном ядре Core 2 Conroe 3Ghz. Пенрин, вероятно, быстрее.

%include "x86inc.asm"

SECTION_RODATA
pb_f0: times 16 db 0xf0
pb_0f: times 16 db 0x0f
pb_hex: db 48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,65,66,67,68,69,70

SECTION .text

; int convert_string_to_hex( char *input, char *output, int len )

cglobal _convert_string_to_hex,3,3
    movdqa xmm6, [pb_f0 GLOBAL]
    movdqa xmm7, [pb_0f GLOBAL]
.loop:
    movdqa xmm5, [pb_hex GLOBAL]
    movdqa xmm4, [pb_hex GLOBAL]
    movq   xmm0, [r0+r2-8]
    movq   xmm2, [r0+r2-16]
    movq   xmm1, xmm0
    movq   xmm3, xmm2
    pand   xmm0, xmm6 ;high bits
    pand   xmm2, xmm6
    psrlq  xmm0, 4
    psrlq  xmm2, 4
    pand   xmm1, xmm7 ;low bits
    pand   xmm3, xmm7
    punpcklbw xmm0, xmm1
    punpcklbw xmm2, xmm3
    pshufb xmm4, xmm0
    pshufb xmm5, xmm2
    movdqa [r1+r2*2-16], xmm4
    movdqa [r1+r2*2-32], xmm5
    sub r2, 16
    jg .loop
    REP_RET

Обратите внимание, что он использует синтаксис сборки x264, что делает его более переносимым (32-разрядный или 64-разрядный и т. д.). Преобразовать это в синтаксис по вашему выбору тривиально: r0, r1, r2 - три аргумента функций в регистрах. Это немного похоже на псевдокод. Или вы можете просто получить common / x86 / x86inc.asm из дерева x264 и включить его, чтобы запустить его изначально.

P.S. Stack Overflow, я ошибаюсь, что трачу время на такую ​​тривиальную вещь? Или это круто?

Я предполагаю, что это Windows + IA32.
Попробуйте использовать short int вместо двух шестнадцатеричных букв.

short int hex_table[256] = {'0'*256+'0', '1'*256+'0', '2'*256+'0', ..., 'E'*256+'F', 'F'*256+'F'};
unsigned short int* pszHex = &str[0];

stick = clock();

for (const unsigned char* pChar = _pArray; pChar != pEnd; pChar++) 
    *pszHex++ = hex_table[*pChar];

etick = clock();

У меня работает с unsigned char:

unsigned char  c1 =  byteVal >> 4;
unsigned char  c2 =  byteVal & 0x0f;

c1 +=  c1 <= 9 ? '0' : ('a' - 10);
c2 +=  c2 <= 9 ? '0' : ('a' - 10);

std::string sHex("  ");
sHex[0] = c1 ;
sHex[1] = c2 ;


//sHex - contain what we need. For example "0f"