汉明权重(Hamming Weight)(统计数据中1的个数)VP-SWAR算法

news2024/11/26 5:27:09

汉明权重(Hamming Weight)(统计数据中1的个数)VP-SWAR算法

定义

汉明重量是一串符号中非零符号的个数。它等于同样长度的全零符号串的汉明距离(在信息论中,两个等长字符串之间的汉明距离等于两个字符串对应位置的不同字符的个数)。
汉明重量在常见的数据位符号串中,它是1的个数。

算法思想

基于分治的算法,将n位二进制进行分组,通过一系列位移和位运算操作,可以在常数时间内计算多个字节的汉明重量,并且不需要使用额外的内存。

简化示例

假设一个8bit的2进制串 x=abcd,efgh其中a-b 属于{0,1}
求解的输出是 ans = a+b+c+d+e+f+g+h

step1. 2bits m1= 0101 0101

x&m1 = 0b0d 0f0h
(x>>1)&m1 = 0a0c 0e0g
求和得到0[a+b]0[c+d] 0[e+f]0[g+h],这里[x]表示二进制中1的个数

step2. 4bits m2 = 0011 0011

x&m2 = 000[c+d] 000[g+h]
(x>>2)&m2 = 000[a+b] 000[e+f]
求和得到000[a+b+c+d] 000[e+f+g+h]

step3. 8bits m4 = 0000 1111

x&m4 = 0000 000[e+f+g+h]
(x>>4)&m4 = 0000 000[a+b+c+d]
求和得到 [a+b+c+d+e+f+g+h]

算法实现 variable-precision SWAR算法

const uint64_t m1  = 0x5555555555555555; //binary: 0101...
const uint64_t m2  = 0x3333333333333333; //binary: 00110011..
const uint64_t m4  = 0x0f0f0f0f0f0f0f0f; //binary:  4 zeros,  4 ones ...
const uint64_t m8  = 0x00ff00ff00ff00ff; //binary:  8 zeros,  8 ones ...
const uint64_t m16 = 0x0000ffff0000ffff; //binary: 16 zeros, 16 ones ...
const uint64_t m32 = 0x00000000ffffffff; //binary: 32 zeros, 32 ones
const uint64_t h01 = 0x0101010101010101; //the sum of 256 to the power of 0,1,2,3...

//This is a naive implementation, shown for comparison,
//and to help in understanding the better functions.
//This algorithm uses 24 arithmetic operations (shift, add, and).
// 朴素算法
int popcount64a(uint64_t x)
{
    x = (x & m1 ) + ((x >>  1) & m1 ); //put count of each  2 bits into those  2 bits 
    x = (x & m2 ) + ((x >>  2) & m2 ); //put count of each  4 bits into those  4 bits 
    x = (x & m4 ) + ((x >>  4) & m4 ); //put count of each  8 bits into those  8 bits 
    x = (x & m8 ) + ((x >>  8) & m8 ); //put count of each 16 bits into those 16 bits 
    x = (x & m16) + ((x >> 16) & m16); //put count of each 32 bits into those 32 bits 
    x = (x & m32) + ((x >> 32) & m32); //put count of each 64 bits into those 64 bits 
    return x;
}

详细步骤

详细步骤
优化算法

//This is better when most bits in x are 0
//This algorithm works the same for all data sizes.
//This algorithm uses 3 arithmetic operations and 1 comparison/branch per "1" bit in x.
// 适用于0比较多的数
// 数字 n中最低位的 1 总是对应 n - 1 中的 0
// 将 n 和 n - 1 进行与运算总是能把 n 中最低位的 1 变成 0,并保持其他位不变
int popcount64d(uint64_t x)
{
    int count;
    for (count=0; x; count++)
        x &= x - 1;
    return count;
}

// 常用写法
int hammingWeight(uint32_t n) {
    int count = 0;
    
    while( n ){
        count ++;
        n &= n-1;
    }
    
    return count;
}

// 查表法 用空间换时间 从而得到O(1)的最优算法4bit的串为例,可以构造一个数组int counts[16]={0,1,1,2,1,2,2,3,1,2,2,3,2,3,3,4}.
对于4bit的x,x的hamming weight即为:counts[x].
static unsigned char wordbits[65536] = { bitcounts of ints between 0 and 65535 };
static int popcount(uint32 i)
{
    return (wordbits[i&0xFFFF] + wordbits[i>>16]);
}

参考

Hamming weight WIKI
汉明权重(hamming weight) ----- 计算数据位中1的个数

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1941433.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

浏览器插件利器--allWebPluginV2.0.0.16-beta版发布

allWebPlugin简介 allWebPlugin中间件是一款为用户提供安全、可靠、便捷的浏览器插件服务的中间件产品,致力于将浏览器插件重新应用到所有浏览器。它将现有ActiveX控件直接嵌入浏览器,实现插件加载、界面显示、接口调用、事件回调等。支持Chrome、Firefo…

刷题了:242.有效的字母异位词 |349. 两个数组的交集 | 202. 快乐数|1. 两数之和

学习记录,主要参考:代码随想录 哈希表理论基础 文章讲解:https://programmercarl.com/%E5%93%88%E5%B8%8C%E8%A1%A8%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html 哈希表(Hash table) 哈希表是根据关键码的值而直接进行访问的数据…

deepseek-vl 论文阅读笔记

目录 一、已有模型性能差距分析 二、创新点 数据集构建 模型架构 训练策略 实验与评估 三、细节 数据构建 内部SFT数据的分类体系 模型架构 训练流程包括三个阶段 系统包含三个模块 混合视觉编码器 视觉-语言适配器 语言模型 训练策略 阶段一:训练…

nfs和web服务器的搭建

(一)web服务器的搭建 1.配置基本环境 要点有,yum源,包含nginx和阿里云(或者腾讯云或者华为云),这里的相关知识可以参考之前的yum配置笔记 2.安装nginx yum -y install nginx 3.验证并且开启服…

MLCC电容特性及注意事项

MLCC结构和工作原理 如下图所示,MLCC电容结构较简单,由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层构成。 MLCC的电容量公式可以如下表示: C:电容量,以F(法拉)为单位,而MLCC之电容值以PF&…

AWE2025正式启动,AWE×AI 推动智慧生活的普及

7月18日,2025年中国家电及消费电子博览会(AWE2025)正式启动。主办方宣布,AWE2025的主题为“AI科技、AI生活”,展会将于2025年3月20-23日在上海新国际博览中心举办。 作为全球三大家电和消费电子领域展会之一&#xff…

数字孪生智慧农业技术:优化农业生产的未来

随着科技的进步和全球食品需求的增长,数字孪生智慧农业技术作为现代农业生产的新兴力量,正在为农业界带来革命性的变化和巨大的发展潜力。本文将深入探讨数字孪生智慧农业技术的核心架构、关键技术应用及其在提升农业生产效率和可持续发展中的作用。 ###…

word压缩大小怎么弄?这几种方法轻松压缩word文件!

word压缩大小怎么弄?面对庞大无比的Word文档,我们往往遭遇诸多不便,它们如同数据海洋中的巨鲸,不仅鲸吞存储空间,更在传输途中缓缓游弋,耗费大量时光,在资源有限的设备上,这些文档仿…

python基础语法 007 文件操作-1读取写入

1 文件操作 1.1 什么时候用文件操作? 打开文档写东西看东西拿文档做统计 在python 文档操作作用 存储数据读取数据 打开文件有什么用? 读取数据,写入数据不管什么数据都可以用open打开,如可复制一张图片 1.2 open() 读取,…

开源模型应用落地-FastAPI-助力模型交互-进阶篇-中间件(四)

一、前言 FastAPI 的高级用法可以为开发人员带来许多好处。它能帮助实现更复杂的路由逻辑和参数处理,使应用程序能够处理各种不同的请求场景,提高应用程序的灵活性和可扩展性。 在数据验证和转换方面,高级用法提供了更精细和准确的控制&#…

SqlServer: LAG等开窗函数应用

原贴: https://bbs.csdn.net/topics/619167074 https://learn.microsoft.com/zh-cn/sql/t-sql/functions/lag-transact-sql?viewsql-server-ver16 CREATE TABLE #kcb(xlh INT,shul INT,ftshl INT ) INSERT INTO #kcb(xlh,shul,ftshl) SELECT 1,20…

【2024最新华为OD-C/D卷试题汇总】[支持在线评测] 中文分词模拟器(200分) - 三语言AC题解(Python/Java/Cpp)

🍭 大家好这里是清隆学长 ,一枚热爱算法的程序员 ✨ 本系列打算持续跟新华为OD-C/D卷的三语言AC题解 💻 ACM银牌🥈| 多次AK大厂笔试 | 编程一对一辅导 👏 感谢大家的订阅➕ 和 喜欢💗 🍿 最新华为OD机试D卷目录,全、新、准,题目覆盖率达 95% 以上,支持题目在线…

python基础语法 007 文件操作-2文件支持模式文件的内置函数

1.3 文件支持的模式 模式含义ropen a file for reading(default)wopen a file for writing,creates a new file if it does not exist or truncates the file if it exists x open a file foe exclusive creation. if the file already exists, the operation fails.独创模式&…

Redis中的哨兵(Sentinel)

上篇文章我们讲述了Redis中的主从复制(Redis分布式系统中的主从复制-CSDN博客),本篇文章针对主从复制中的问题引出Redis中的哨兵,希望本篇文章会对你有所帮助。 文章目录 一、引入哨兵机制 二、基本概念 三、主从复制的问题 四、哨…

tensorflow keras Model.fit returning: ValueError: Unrecognized data type

题意:TensorFlow Keras 的 Model.fit 方法返回了一个 ValueError,提示数据类型无法识别 问题背景: Im trying to train a keras model with 2 inputs: an image part thats a tf.data.Dataset and a nor mal part represented by a pd.DataF…

Python游戏制作-开心消消乐游戏

制作一个类似“开心消消乐”的消除游戏在Python中是一个相对复杂的项目,因为它涉及到多个游戏机制,如元素匹配、消除动画、游戏界面设计、关卡管理以及用户交互等。 步骤 1: 定义游戏结构和元素 首先,你需要定义游戏的基本元素,…

一文读懂HTTPS⭐揭秘加密传输背后的原理与Nginx配置攻略

一文读懂HTTPS⭐揭秘加密传输背后的原理与Nginx配置攻略 HTTP协议使用明文传输,不能保证安全性,而使用HTTPS却能够保证传输安全 为什么HTTPS能够保证传输安全呢? HTTPS在HTTP的基础上除了要进行TCP三次握手,还会进行TLS的四次握…

国产系统上的 Copilot 初体验

2023年,微软发布了 Windows Copilot,到2024年更进一步,将 Copilot 深度集成到 Windows 11 系统中,免费供用户使用,这一举措震动了整个科技业界。然而,令人遗憾的是,Windows Copilot 并未对中国区…

盘点2024年5款实用靠谱的学术翻译工具。

学术翻译软件能够帮我们们快速处理大量的外语文本,可以节省自己翻译时间,降低阅读难度。对于那些需要大量阅览外语资料和文献的人来说,使用学术翻译软件来辅助学习研究效率是十分高的。这里会帮助大家列举5个专业又高效的学术翻译软件。 1、…

Vue3企业级项目开发实战课-笔记记录

基础篇 vue3的编译和非编译模式 Vue.js 代码经过编译后才能在浏览器运行,而且,Vue.js 代码编译后的结果就是基于非编译语法来运行的。 vue3代码编译过程主要进行了一下操作 把 Vue.js 代码里的模板编译成基于 JavaScript 代码描述的 VNode&#xff0…