C++ 将多个int值存储到一个变量中-C++；

我正在做一个算法竞赛，我正在尝试优化我的代码。也许我想做的是愚蠢和不可能的，但我想知道

我有这些要求：

• 可包含4种不同类型项目的库存。此库存不能包含超过10个项目（包括所有类型）。有效库存示例：1/1/1/0。无效库存示例：11/0/0/0或5/5/5/0
• 我有一些收据，用来消费或将物品添加到我的库存中。这个 由于库存不足，recepe无法添加或合并超过10个项目 不能有超过10个项目。有效收据示例：-1/-2/3/ 0无效接收器示例：-6/-6/+12/0

现在，我将清单和recepe存储为4个整数。然后我可以执行一些操作，如：

if ((inv >> 4) & 0b1111 >= (rec >> 4) & 0b1111)

• 应用接收：库存（1/1/1/0）。应用（接收（-1/1/0/0））=库存（0/2/1/0）
• 鸭翼：Iventory（1/1/0/0）。鸭翼（Recepe（-2/1/0/0））=False

我想知道是否有可能（如果有，如何）将库存/收货的4个值存储到一个整数中，并对其执行以前的操作，这比我现在所做的比较/添加4个整数要快

我想到了类似这样的清单：

int32:XXXX（第一类项目数量）-YYYY（第二类项目数量）-ZZZ（第三类项目数量）-WWW（第四类项目数量）

但我有两个问题：

我不知道如何处理可能的负值

在我看来，这似乎比仅仅添加4个整数慢得多，因为我必须对库存和接收进行位移位，以获得我想要的值，然后继续进行加法

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<>特别是如果你正在学习，尝试实现你自己的帮助类并不是一个坏的机会，因此加深你对C++中数据的理解，即使你的用例可能不符合该技术。 您想要利用的洞察是，如果考虑到令人讨厌的进位和标牌效应（例如，2的补码），算术运算似乎对位移位保持不变。但正是由于这些后一种因素，正如@Botje所建议的那样，使用一些标准化的底层类型，如

int8\u t[]

，要好得多

首先，实现以下功能。（我的C++是生锈的，考虑这个伪代码）

还考虑到：

• 您希望如何处理溢出和下溢？让他们这样做，并要求开发商谨慎行事？还是抛出异常
• 也许您希望确定阵列的大小，避免处理动态大小\u t
• 也许你会想到重载操作符

这样一个练习的最终结果，但经过概括和修饰，是这样的。但是你会从一个完全不同的层面来理解它，首先你自己做这个练习。此外，如果到目前为止所有这些都是有意义的，那么您现在可以看看——在某些情况下，甚至编译器也可以为您进行矢量化

@Botje提到的Bitpacking是这方面的又一步。您甚至不会像int8\u t或int4\u t那样拥有整数类型的安全性和方便性。这还意味着您编写的代码可能不再是平台独立的。我建议在深入研究此问题之前，至少完成矢量化练习

将多个int值存储到一个变量中

这里有两种选择：

数组。这样做的好处是您可以迭代元素：

int variable[] {
    1,
    1,
    1,
    0,
};

或者一个班级。这样做的好处是能够命名成员：

struct {
    int X;
    int Y;
    int Z;
    int W;
} variable {
    1,
    1,
    1,
    0,
};

---

然后我可以执行一些操作，如：

if ((inv >> 4) & 0b1111 >= (rec >> 4) & 0b1111)

这些看起来像SIMD向量操作（单指令多数据）。在这种情况下，数组就是解决方法。由于操作数的数量在您的描述中看起来是恒定的且很小，因此在CPU 1上执行这些操作的有效方法是向量操作

<>在C++中没有标准的直接使用SIMD操作的方法。为使编译器有最佳机会使用它们，需要遵循以下步骤：

• 确保您使用的CPU支持您需要的操作。AVX-2指令集及其扩展广泛支持整数向量运算
• 确保您告诉编译器程序应该针对该体系结构进行优化
• 确保告诉编译器执行矢量化优化
• 确保整数按照操作要求充分对齐。这可以通过

  alignas

  实现
• 确保编译时已知整数的数量

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如果依赖优化程序的前景令您担忧，那么您可能更喜欢使用编译器提供的向量扩展。语言扩展的使用自然会以其他编译器的可移植性为代价。以下是GCC的一个示例：

constexpr int count = 4;
using v4si = int __attribute__ ((vector_size (sizeof(int) * count)));

#include <iostream>

int main()
{
    v4si inventory { 1, 1, 1, 0};
    v4si recepe    {-1, 1, 0, 0};

    v4si applied = inventory + recepe;

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        std::cout << applied[i] << ", ";
    }
}

constexpr int count=4；
使用v4si=int uu属性（向量大小（sizeof（int）*计数））；
#包括
int main（）
{
v4si清单{1,1,1,0}；
v4si recepe{-1,1,0,0}；
v4si应用=存货+收据；
for（int i=0；i
为简单起见，假设配方只能从库存中删除，并且只能包含正值（可以使用2的补码表示负数，但这将需要更多位，并增加使用位压缩数的复杂性）

然后，一个项目有11个可能的值，因此每个项目需要4位。四个项目可以在一个uint16中表示

那么，假设你有一个包含10,4,6,9项的库存；这将是
uint
if (inv & 0b0000000011110000 >= rec & 0b0000000011110000)