C++ 扫描位阵列以获得多个位的模式

我正在编写一个内存分配器，它由一个位图（数组of

uint8\t

）支持。当前，当出现分配请求时，我按从0到n位的顺序扫描位图，并搜索一个可以满足请求的空间。（位1表示使用了一个0表示的页面是空闲的）现在不是一次一位搜索一个空间，有没有技术可以更快地扫描整个阵列？i、 e如果3页内存的请求到达，我想一次搜索数组中的

000

模式，理想情况下没有循环

PS：我没有使用

std:：bitset

，因为它不适用于我正在使用的编译器。AFAIK不允许我也搜索多个位

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编辑：位被压缩到字节中。一个

uint8\u t

有8页（每位1页）编码在其中。

要扫描一个空页，您可以在位数组中循环一个完整的字节，并检查它是否小于255。如果较小，则至少有一个零位。更好的方法是一次扫描32或64位（无符号整数），然后缩小uint内的搜索范围

要优化一个位，可以使用零位跟踪第一个字节（并在释放页面时更新该位置）。一旦分配了空闲页面，这可能会给出一个误报，但至少下次扫描可以从那里开始，而不是从开始

如果您愿意以2的幂（取决于您的数据结构）对齐较大的块，则可以优化对多个页面的扫描。例如，要分配8个页面，您只需扫描一个为零的完整字节：

1 page: scan for any zero bit (up to 64 bits at a time)
2 pages: scan for 2 zero bits at bit position 0,2,4,6
3-4 pages: scan for zero nibble (for 3 pages, the fourth would be available for 1 page then)
5-8 pages: scan for an empty byte

for each of the above, you could first scan 64 bits at a time.

这样，您就不必担心（或检查）字节/uint32/uint64边界处的零范围重叠

---

对于每种类型，都可以保留/更新带有第一个自由块的起始位置。

我想这不是对您问题的完整回答，但我希望以下功能可以有所帮助

template <typename I>
bool scan_n_zeros (I iVal, std::size_t num)
 {
   while ( --num )
      iVal |= ((iVal << 1) | I{1});

   return iVal != I(-1);
 }

---

这是否会形成uint16，以便我可以将两个字节分组到uint16中，以说明从一个字节到下一个字节的转换，然后将窗口从开始到结束滑动一个字节？@HamzaYerlikaya-我开发了一个模板函数，正是因为它适用于所有整数无符号类型。您能稍微扩展一下位移位的工作原理吗。

#include <iostream>

template <typename I>
bool scan_n_zeros (I iVal, std::size_t num)
 {
   while ( --num )
      iVal |= ((iVal << 1) | I{1});

   return iVal != I(-1);
 }

int main()
 {
   uint8_t  u0 { 0b00100100 };
   uint8_t  u1 { 0b00001111 };
   uint8_t  u2 { 0b10000111 };
   uint8_t  u3 { 0b11000011 };
   uint8_t  u4 { 0b11100001 };
   uint8_t  u5 { 0b11110000 };

   std::cout << scan_n_zeros(u0, 2U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u0, 3U) << std::endl; // print 0
   std::cout << scan_n_zeros(u1, 4U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u1, 5U) << std::endl; // print 0
   std::cout << scan_n_zeros(u2, 4U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u2, 5U) << std::endl; // print 0
   std::cout << scan_n_zeros(u3, 4U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u3, 5U) << std::endl; // print 0
   std::cout << scan_n_zeros(u4, 4U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u4, 5U) << std::endl; // print 0
   std::cout << scan_n_zeros(u5, 4U) << std::endl; // print 1
   std::cout << scan_n_zeros(u5, 5U) << std::endl; // print 0
 }