// log2的快速整数算法
// 通过掩码计算出powerOfTwo的最高位数,
// 即log2(powerOfTwo)的值。
template <typename T>
T Mathematics::BitHacks
::Log2OfPowerOfTwo( T powerOfTwo )
{
BOOST_STATIC_ASSERT((boost::is_integral<T>::value));
ASSERTION(0 < powerOfTwo,"powerOfTwo必须大于0");
const int maskSize = 5;
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
// 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000
// 1111 0000 1111 0000 1111 0000 1111 0000
// 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100
// 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010
unsigned mask[maskSize] = { 0xFFFF0000,0xFF00FF00,0xF0F0F0F0,
0xCCCCCCCC,0xAAAAAAAA};
unsigned int log2 = 0;
T powerOfTwoCopy = powerOfTwo;
for(int i = 0;i < maskSize;++i)
{
bool bitExist = (powerOfTwoCopy & mask[i]) != 0;
if(bitExist)
{
log2 |= (1 << (maskSize - i - 1));
powerOfTwoCopy &= mask[i];
}
}
return static_cast<T>(log2);
}
// 通过掩码计算出powerOfTwo的最高位数,
// 即log2(powerOfTwo)的值。
template <typename T>
T Mathematics::BitHacks
::Log2OfPowerOfTwo( T powerOfTwo )
{
BOOST_STATIC_ASSERT((boost::is_integral<T>::value));
ASSERTION(0 < powerOfTwo,"powerOfTwo必须大于0");
const int maskSize = 5;
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
// 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000
// 1111 0000 1111 0000 1111 0000 1111 0000
// 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100
// 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010
unsigned mask[maskSize] = { 0xFFFF0000,0xFF00FF00,0xF0F0F0F0,
0xCCCCCCCC,0xAAAAAAAA};
unsigned int log2 = 0;
T powerOfTwoCopy = powerOfTwo;
for(int i = 0;i < maskSize;++i)
{
bool bitExist = (powerOfTwoCopy & mask[i]) != 0;
if(bitExist)
{
log2 |= (1 << (maskSize - i - 1));
powerOfTwoCopy &= mask[i];
}
}
return static_cast<T>(log2);
}
这篇博客介绍了如何使用模板函数和位操作在C++中快速计算以2为底的对数,适用于整数类型。通过掩码技术找出输入整数的最高位,从而得出log2的值。该算法适用于非负整数,并包含了一个静态断言和边界条件检查,以确保输入的正确性。
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