本文发布于游戏程序员刘宇的个人博客, 转载请注明来源https://www.cnblogs.com/xiaohutu/p/10950011.html

某天我在优化游戏的算法,在将一个个关键数据结构优化全部成位操作后,最终来到最后一座大山前,如何快速计算出这个数值的二进制表示中最后一位的1在哪一位?

首先,我们已知:

将二进制只保留最后一位1的算法:

v & -v 的原理
已知IEEE对有符号整数中负数的定义是所有数值位取反+,首位填1,首位这样正负数加起来既可以为0。
例如:一个8位的整数
A = , 取反 , 取反加1 ,首位填1得到 -A =
A + -A 正好加到最高一位进位后为 因为取反的时候加1,所以A最后一个为1的位取反后为0,下面我们称为第N位
取反后的第N位为0,后面全为1,再加1后的数值上第N位变成1,后面全为0
此时A和-A里,第N位之后的位全为0,第N位之前的位全为反
所以两个数进行与操作,只有第N位为1
即: & =

那么,如何将v&-v转换成N呢?

德布莱英序列

我看到了一段代码:

unsigned int v;
int r;
static const int MultiplyDeBruijnBitPosition[] =
{
, , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , ,
};
r = MultiplyDeBruijnBitPosition[((uint32_t)((v & -v) * 0x077CB531U)) >> ];

计算过程可以理解为:

将0x077CB531U的二进制:

00000111011111001011010100110001

乘以 v&-v,即左移N位,再右移27位,得到的常数在MultiplyDeBruijnBitPosition里查表,得到的结果即是N。

例如乘以  ,(6个0,左移6位)

->
再右移27位
->
得到的数字是27,在数组里是6

很神奇,不是吗?

仔细分析一下这个数字,可以发现,这个数字从每一位分别开始看,连续5位(到结尾循环),是所有5位的二进制数字的全集,而且左移28-31位时,结尾填0,正好序列开始的几个数字也是0。

那么不难理解,从这个数列的第X位任意取5位,都可以得到一个0-31的数字,并且根据查表取出这个数字对应是左移过几位。

为什么会存在这样的序列

把二进制依次写出,如果是两位,我们让每个两位数字的最后一位等于下一个两位数字的第一位, 00-01-11-10,写出 0011,长度为4。

三位,我们让每个三个数字的后两位等于下一个数字前两位,001-011-111-110-101-010-000,写出00111010,长度为8。

四位,见图:

依此类推,到第N位,我们可以让每个数的后N-1位等于下一个数字的前N-1位,得到长度为 2的N次方长度的2进制序列。

这就是德布莱英原理:一定存在长度为2的N次方长度的二进制串,循环来看,一位位移动,可以完整描述所有N位长度的二进制数字的集合。

链接1:https://en.wikipedia.org/wiki/De_Bruijn_sequence

链接2:https://baike.baidu.com/item/德布莱英序列/18898516?fr=aladdin

我们可以任意生成这样的序列吗

稍微经过研究可以发现,Debrujin序列是密码学中运用很广泛的序列,已知原理,可以编程来实现自动求序列的代码。

1. 暴力遍历

2. 递归法 https://blog.csdn.net/lusongno1/article/details/51104737

3. 本原多项式方法 https://blog.csdn.net/sea_sky_cloud/article/details/80932402

神秘常量0x077CB531,德布莱英序列的恩赐的更多相关文章

  1. 神秘常量复出!用0x077CB531计算末尾0的个数 -- De Bruijn 序列

    http://www.matrix67.com/blog/archives/3985 神秘常量复出!用0x077CB531计算末尾0的个数 大家或许还记得 Quake III 里面的一段有如天书般的代 ...

  2. 神秘常量!用0x077CB531计算末尾0的个数,32位数首位相连

    大家或许还记得 Quake III 里面的一段有如天书般的代码,其中用到的神秘常量 0x5F3759DF 究竟是怎么一回事,着实让不少人伤透了脑筋.今天,我见到了一段同样诡异的代码.     下面这个 ...

  3. Ural2004: Scientists from Spilkovo(德布鲁因序列&思维)

    Misha and Dima are promising young scientists. They make incredible discoveries every day together w ...

  4. 德布鲁因序列与indexing 1

    目录 写在前面 标记left-most 1与right-most 1 确定位置 德布鲁因序列(De Bruijn sequence) 德布鲁因序列的使用 德布鲁因序列的生成与索引表的构建 参考 博客: ...

  5. De Bruijn序列

    最近文章中经常出现及De Bruijin 这个关键字,网上搜索了一下,记录下来. De Bruijn序列 (德布鲁因序列) 问题:能否构造一个长度为2的n次方的二进制环状串,使得二进制环状串中总共2的 ...

  6. Java程序员必备英文单词

    列表中共有769个单词,这些单词是从JDK.Spring.SpringBoot.Mybatis的源码中解析得到,按照在源码中出现的频次依次排列,页面中的单词是出现频次大于1000的.单词的音标.翻译结 ...

  7. 自然语言处理中的自注意力机制(Self-attention Mechanism)

    自然语言处理中的自注意力机制(Self-attention Mechanism) 近年来,注意力(Attention)机制被广泛应用到基于深度学习的自然语言处理(NLP)各个任务中,之前我对早期注意力 ...

  8. [NLP/Attention]关于attention机制在nlp中的应用总结

    原文链接: https://blog.csdn.net/qq_41058526/article/details/80578932 attention 总结 参考:注意力机制(Attention Mec ...

  9. 普适注意力:用于机器翻译的2D卷积神经网络,显著优于编码器-解码器架构

    现有的当前最佳机器翻译系统都是基于编码器-解码器架构的,二者都有注意力机制,但现有的注意力机制建模能力有限.本文提出了一种替代方法,这种方法依赖于跨越两个序列的单个 2D 卷积神经网络.该网络的每一层 ...

随机推荐

  1. springboot+nginx+https+linux实现负载均衡加域名访问简单测试

    把springboot项目打包成三个jar包,并指定端口为 14341,14342,14343 下载腾讯云免费ssl证书,解压后会出现如下图文件夹 把nginx文件夹下的 .crt 和 .key文件复 ...

  2. 【34.54%】【codeforces 675E】Trains and Statistic

    time limit per test2 seconds memory limit per test256 megabytes inputstandard input outputstandard o ...

  3. CodeForces - 617E XOR and Favorite Number (莫队+前缀和)

    Bob has a favorite number k and ai of length n. Now he asks you to answer m queries. Each query is g ...

  4. 【Linux】CentOS 7.5 修改时区

    1⃣️查看当前CentOS系统版本: [parallels@k8s-node2 ~]$ cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.5.1804 (C ...

  5. windows系统锁屏及修改密码项目开发经验记录

    改造windows开机.锁屏登录流程需要使用微软停供的Credential Providers工程,编译出来是dll,安装在C:\windows\system32目录下,然后注册注册表(运行工程生成的 ...

  6. Android2_分析项目的结构

    一.项目结构 成功运行第一个AS项目HelloWorld之后,我们开始试着分析一下这个项目.毕竟知其然也要知其所以然. 这是一个安卓的项目结构(实际上这是安卓模式的项目结构) 我们可以切换成Proje ...

  7. npm脚本和package.json

    1.什么是npm脚本 在创建node.js项目如一个vue项目,或一个react项目时,项目都会生成一个描述文件package.json . 比如npm允许在package.json文件里面,使用sc ...

  8. java面试-反射

    1.什么是反射?有什么优缺点?   反射就是动态加载对象,并对对象进行剖析.在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法.对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法.这种动态获取信 ...

  9. 本地项目推送到coding

      当我们本地新建了一个项目,需要放到coding上维护时,按照下面步骤即可做到. 1.先在coding上新建一个项目,并完成初始化. 2.进入到本地项目的目录下 //初始化本地仓库 a:git in ...

  10. The fourth day of Crawler learning

    爬取58同城 from bs4 import BeautifulSoupimport requestsurl = "https://qd.58.com/diannao/35200617992 ...