c++ - 3 位元素对数组

Question

由于内存限制，我必须将一些值对存储在一个 6 位/对(3 位/值)的数组中。当我想根据对的索引像普通数组一样访问这个数组时，问题就来了。数组看起来像这样

|--byte 0 | --byte 1 | --byte 2  
|00000011 | 11112222 | 22333333   ...  and so on, the pattern repeats.  
|------|-------|--------|------|  
 pair 0  pair 1  pair 2  pair 3 

 => 4 pairs / 3 bytes

您可以看到有时(对于可被 1 和 2 整除的索引)需要 2 个字节来提取值。
我创建了一个给定索引的函数，返回该对中的第一个值(3 位)和另一个值(也是 3 位)。

void GetPair(char *array, int index, int &value1, int &value2) {
    int groupIndex = index >> 2; // Divide by 4 to get the index of the group of 3 bytes (with 4 pairs)
    // We use 16 bits starting with the first byte from the group for indexes divisible by 0 and 1,  
    // 16 bits starting with the second byte when divisible by 2 and 3
    short int value = *(short int *)(array + groupIndex + ((index & 0x02) >> 1));

    switch(index & 0x03) { // index % 4
        case 0: { 
            // extract first 3 bits
            value1 = (value & 0xE000) >> 13;
            // extract the next 3 bits
            value2 = (value & 0x1C00) >> 10;
            break;
        }
        case 1: {
            value1 = (value & 0x380) >> 7;
            value2 = (value & 0x70) >> 4;
            break;
        }
        case 2: {
            value1 = (value & 0xE00) >> 9;
            value2 = (value & 0x1C0) >> 6;
            break;
        }
        case 3: {
            value1 = (value & 0x38) >> 2;
            value2 = value & 0x7;
            break;
        }
}

现在我的问题是:有没有更快的方法来提取这些值？

我做了一个测试，当使用 2 个字节/对(1 个字节/值)时，大约需要 6 秒才能访问所有对(总共 53 个)1 亿次。使用紧凑数组时，大约需要 22 秒 :((可能是因为它需要计算所有这些掩码和位移)。
我尽量解释清楚了...如果不明白请原谅我。

Answer 1

这个怎么样？它消除了对掩码和移位值的内存访问。 (当然，(不可移植的)假设是 char 是 8 位，short 是 16 位。还假设 index * 6 不会溢出 int。)

void GetPair(char *array, int index, int &value1, int &value2)
{
   unsigned shift = 10 - index * 6 % 8;
   unsigned short data = (*(unsigned short *)(array + index * 6 / 8) >> shift) & 0x3f;
   value2 = data & 7;
   value1 = data >> 3;
}

不过，读取超过 16 位边界的短数据可能会受到惩罚。当我还在跟踪这些事情的时候，曾经有过这样的问题。如果是这种情况，从 16 位边界开始读取 32 位值并相应地调整移位和掩码可能会更好。