c++ - 有没有一种更快的方法来按位连接两个整数？

Question

对于我的C++程序，我想将两个32位无符号整数按位连接为一个64位无符号整数。曾多次问过类似的问题，答案大多与此相似:

#include <cstdint>
#include <iostream>

int main()
{
    std::uint32_t leftHalf = 1;
    std::uint32_t rightHalf = 2;
    
    std::uint64_t concatenated = ((std::uint64_t) leftHalf << 32) | secondHalf;
    
    std::cout << "left=" << leftHalf << " and right=" << rightHalf << " concatenated into " << concatenated << std::endl;
}

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由于我必须在程序中执行很多串联，因此我需要它非常有效。使用强制转换，移位和按位|，似乎另一种技术(例如使用memcpy)可能会更快。
有没有比使用强制转换，移位和按位|来连接两个整数更快的方法？
为了完整起见，我未编译的方法是:

#include <cstdint>
#include <iostream>

int main()
{
    std::uint32_t leftHalf = 1;
    std::uint32_t rightHalf = 2;
    
    std::uint64_t concatenated;

    std::uint32_t *halfIt = &concatenated;

    *halfIt = leftHalf;
    ++halfIt;
    *halfIt = rightHalf;
    
    std::cout << "left=" << leftHalf << " and right=" << rightHalf << " concatenated into " << concatenated << std::endl;
}

Answer 1

如果找到了一种将值的一部分(以位集形式)复制到另一个值的一部分(以位集形式)的有效方法，则可以进一步提高速度。但是我想这会有点骇人听闻。
顺便说一下，在下面的代码中，功能concat1是一个在编译后的代码中比concat2短的命令。

#include <iostream>
using namespace std;

std::uint64_t concat1(const std::uint32_t& leftHalf, const std::uint32_t& rightHalf){
    std::uint64_t concatenated = leftHalf;
    concatenated <<= 32;
    concatenated |= rightHalf;
    
    return concatenated;
}

std::uint64_t concat2(const std::uint32_t& leftHalf, const std::uint32_t& rightHalf){
    std::uint64_t concatenated = (static_cast<std::uint64_t>(leftHalf) << 32) | rightHalf;
    
    return concatenated;
}

int main() {
    cout << concat1(1,2) <<std::endl;
    cout << concat2(1,2) <<std::endl;
}

您可以在例如 https://godbolt.org/。函数 concat1比 mov少执行一次 concat2操作。但是差异将很小。我估计约占运行时间的5％；

concat1(unsigned int const&, unsigned int const&):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-24], rdi
        mov     QWORD PTR [rbp-32], rsi
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-24]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        mov     eax, eax
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rax
        sal     QWORD PTR [rbp-8], 32
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-32]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        mov     eax, eax
        or      QWORD PTR [rbp-8], rax
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        pop     rbp
        ret
concat2(unsigned int const&, unsigned int const&):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-24], rdi
        mov     QWORD PTR [rbp-32], rsi
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-24]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        mov     eax, eax
        sal     rax, 32
        mov     rdx, rax
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-32]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        mov     eax, eax
        or      rax, rdx
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rax
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        pop     rbp
        ret