c++ - 无法足够快地写入位集

Question

我需要能够以每 10,000 个位集大约 1 毫秒的速度写下 12 位位集。基本上，我在 12 位包(在本例中为位集)中提供了数据，我需要能够将它们存储在一个非常小的时间跨度。

现在我已经设置了一个大小为 10,000 的位集数组示例(以模拟我实际得到的结果)并将它们全部写入一个文件

int main()
{

    std::bitset<12> map[10000];

    std::ofstream os("myfile.txt", std::ofstream::binary);
    //From here
    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        os << map[i];
    }
    //to here takes slightly under 7 ms -- too slow
}

正如评论所说，它需要 7 毫秒。我对任何和所有速度改进持开放态度，并希望为该循环获得(最佳)1 毫秒。

编辑信息:这是用于串行外设接口(interface) (SPI) 的，数据将全部可用，如示例中所示，然后一次性全部转储，而不是作为位集流。有关更多技术规范，我使用的是 Arduino Atmega328p、ADS7816 和 SD 读卡器

Answer 1

两条建议:

• 尽量减少访问操作系统的次数。一次写入多个字节。
• 写入前打包。您当前的解决方案将这些位写为字符，即每个位一个字节。以二进制模式写入，这会更紧凑 8 倍(也更快)。

#include <bitset>
#include <fstream>
#include <vector>

int main()
{
    std::bitset<12> map[10000];

    // Initialize with demo values
    for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
        map[i] = i + 1;
    }

    // Pack bits into a binary buffer
    std::vector<uint8_t> buffer((10000 * 12 + 7) / 8);
    for (int i = 0, j = 0, rem = 0; i < 10000; ++i) {
        unsigned long b = map[i].to_ulong();
        buffer[j++] |= static_cast<uint8_t>(b >> (4 + rem));
        buffer[j] |= static_cast<uint8_t>(b << (4 - rem));
        rem += 12 % 8;
        if (rem >= 8) {
            rem -= 8;
            j++;
        }
    }

    // Write the buffer in 1 go
    std::ofstream os("myfile.bin", std::ofstream::binary);
    os.write(reinterpret_cast<const char*>(buffer.data()), buffer.size());
    os.close(); // don't forget to close() to flush the file
}

如果您希望保留文本文件格式，至少启用缓冲:

int main()
{
    std::bitset<12> map[10000];

    // Enable buffering
    std::vector<char> buf(256 * 1024);
    std::ofstream os("myfile.txt", std::ofstream::binary);
    os.rdbuf()->pubsetbuf(buf.data(), buf.size());

    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        os << map[i];
    }
    os.close(); // to flush the buffer
}