利用位元運算加速運算效率

5/11/2007
(AS3)利用位元運算加速運算效率
MSN Space、Google Doc 、Google Blog、啪啦資訊科技
Chui-Wen Chiu(Arick)
2007.05.11 建立

位元運算在 C 語言相當常見，這種寫法的優勢在於運算非常的有效率，但缺點是可讀性不高和寫法上有些許限制，因此，如果程式有執行效能瓶頸，可透過位元算算來提高運算效能，[1] 提供一些 AS3 在位元運算上的範例和校能改善幅度。以下針對[1] 的內容整理如下：

位元運算加速技巧
1. 如果乘上一個 2 的倍數數值，可以改用左移運算(Left Shift) 加速 300%

x = x * 2;
x = x * 64;

//改為:
x = x << 1; // 2 = 21
x = x << 6; // 64 = 26

2. 如果除上一個 2 的倍數數值，可以改用右移運算加速 350%

x = x / 2;
x = x / 64;

//改為:
x = x >> 1;// 2 = 21
x = x >> 6;// 64 = 26

3. 數值轉整數加速 10%

x = int(1.232)

//改為:
x = 1.232 >> 0;

4. 交換兩個數值(swap)，使用 XOR 可以加速 20%

var t:int = a;
a = b;
b = t;

//equals:
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

5. 正負號轉換，可以加入 300%

i = -i;

//改為
i = ~i + 1; // NOT 寫法

//或
i = (i ^ -1) + 1; // XOR 寫法

6. 取餘數，如果除數為 2 的倍數，可利用 AND 運算加速 600%

x = 131 % 4;

//equals:
x = 131 & (4 - 1);

7. 利用 AND 運算檢查整數是否為 2 的倍數，可以加速 600%

isEven = (i % 2) == 0;

//equals:
isEven = (i & 1) == 0;

8. 加速 Math.abs 600% 的寫法1，寫法2 又比寫法1加速 20%

//寫法1
i = x < 0 ? -x : x;

//寫法2

i = (x ^ (x >> 31)) - (x >> 31);

9. 比較兩數值相乘之後是否擁有相同的符號，加速 35%

eqSign = a * b > 0;

//equals:
eqSign = a ^ b > 0;

其他位元運算技巧
1. RGB 色彩分離

var 24bitColor:uint = 0xff00cc;

var r:uint = 24bitColor >> 16;
var g:uint = 24bitColor >> 8 & 0xFF;
var b:uint = 24bitColor & 0xFF;

2. RGB 色彩合併

var r:uint = 0xff;
var g:uint = 0x00;
var b:uint = 0xcc;

var 24bitColor:uint = r << 16 | g << 8 | b;

雖然上述的數據相當誘人，不過，還是建議效能關鍵處再使用上述的方式，否則後續維護上是一個問題。

參考資料：
[1] Bitwise gems - fast integer math
[2] Bitwise Operations in C