整数のエンディアンを変更するためのconstexprスワップ関数の記述方法は？

Question

constexprコンパイラの拡張機能に頼らずに、整数のエンディアンを入れ替える機能を書くにはどうすればいいですか？

Answer 1

はい、かなり簡単です。ここでは、再帰（C++ 11-互換）の実装（符号なし整数型のみ）です：

#include <climits> 
#include <cstdint> 
#include <type_traits> 

template<class T> 
constexpr typename std::enable_if<std::is_unsigned<T>::value, T>::type 
bswap(T i, T j = 0u, std::size_t n = 0u) { 
    return n == sizeof(T) ? j : 
    bswap<T>(i >> CHAR_BIT, (j << CHAR_BIT) | (i & (T)(unsigned char)(-1)), n + 1); 
} 

Example.

ここで私はアキュムレータとしてjを使用して、ループカウンタとしてn（インデックスバイト）よ。

あなたがC++17 fold expressionsをサポートするコンパイラを持っている場合、それはあなたが手で書きたい正確に何に出て展開する何かを書くことが可能です：

template<class T, std::size_t... N> 
constexpr T bswap_impl(T i, std::index_sequence<N...>) { 
    return ((((i >> (N * CHAR_BIT)) & (T)(unsigned char)(-1)) << 
      ((sizeof(T) - 1 - N) * CHAR_BIT)) | ...); 
}; //          ^~~~~ fold expression 
template<class T, class U = typename std::make_unsigned<T>::type> 
constexpr U bswap(T i) { 
    return bswap_impl<U>(i, std::make_index_sequence<sizeof(T)>{}); 
} 

この形式の利点は、それが使用されていないので、ということですループや再帰を使用すると、最適なアセンブリ出力を得ることができます.X86-64では、clangはwork out to use the bswap instructionまで管理します。

Answer 2

私は、bswapがコンパイラによって検出されない場合（O（log（n））対O（N））、潜在的により良いパフォーマンスを持つ次の解決策を提案します。 Nは、これはまだ、おそらく無関係であり、通常は= 8 <であることを考える：このフォームはecatmurのソリューションよりも複雑であるため

template <typename T> 
typename std::enable_if<std::is_unsigned<T>::value,T>::type 
constexpr alternating_bitmask(const size_t step){ 
    T mask(0); 
    for (size_t i=0;i<digits<T>();i+=2*step){ 
    mask|=(~T(0)>>(digits<T>()-step))<<i; 
    } 
    return mask; 
} 

template <typename T> 
typename std::enable_if<std::is_unsigned<T>::value,T>::type 
constexpr bswap(T n){ 
    for (size_t i=digits<unsigned char>();i<digits<T>();i*=2){ 
    n = ((n&(~(alternating_bitmask<T>(i))))>>i)| 
     ((n&((alternating_bitmask<T>(i))))<<i); 
    } 
    return n; 
} 

コンパイラは難しい仕事の最適化を持っていますが、打ち鳴らすは、まだ我々はBSWAPを意味していることを知ります。