C++11 用于大型二进制数据操作的数据结构

各位程序员好

我正在从事一个基因工程，在这个工程中，速度效率至关重要。我需要处理大量的二进制数据。我在c++11中工作。我有两个功能需要优化

首先，我需要能够在四个二进制字符串之间使用二进制运算符，然后检查所有位是否都是零

i、 e.（位v1&（位v2^位v3）|位v4）=0..0

第二，我有时需要在某个位置翻转某些位

我的问题是位集需要知道编译时的大小，而我不知道编译时的大小，只知道执行时的大小。向量似乎不适用于二进制运算符。我可以在chars/string或int数组中转换数据，然后在这些数组上使用bitwises运算符，但代码不会很漂亮

有人知道一种高效简单的方法吗

这里是一个MWE：

#include<iostream>
#include<bitset>
#include<vector>


int main() {
// I dont know the sizes for the sequences at compile time.
//std::bitset<intFromFile> firstBitset ("0011"); // doesnt compile

std::bitset<4> firstBitset ("0011");
std::bitset<4> secondBitset ("0101");
std::bitset<4> resultBitset = firstBitset &secondBitset;
std::cout << resultBitset; //OK

std::vector<bool> firstVector  {0,0,1,1};
std::vector<bool> secondVector {0,1,0,1};
//std::vector<bool> result = firstVector^secondVector; //ERROR
std::vector<bool> result {0,0,0,1}; //  OK

for (unsigned short int i = 0 ; i < result.size(); ++i){
    std::cout << result.at(i);
}
std::cout << std::endl;

return 0;
}

#包括
#包括
#包括
int main（）{
//我不知道编译时序列的大小。
//std:：bitset firstBitset（“0011”）；//未编译
std：：位集第一位集（“0011”）；
std:：位集第二位集（“0101”）；
std:：位集结果集=第一位集和第二位集；
std:：cout在数千到数百万之间。如果您想要简单，其中一种方法是使用
std:：valarray
，然后您可以直接使用位运算符（示例）。如果您希望它高效，那么我将在C和SIMD intrinsic中实现该操作，并使用
std:：vector
作为容器，使用
boost:：alignment:：aligned_分配器，而不是默认分配器。我将使用Intel线程构建块来并行计算。我想要速度效率，所以您建议使用std:：ve什么的运算符？对齐分配器的用途是什么？这取决于您希望如何对操作进行矢量化。如果您希望使用默认运算符，则可以使用
uint64\u t
或
\u int128
，这在一些流行的编译器上广泛可用。基本上，您需要支持按位运算符的最宽无符号整数类型但是，如果您决定不使用位运算符来编写操作，那么std:：vector所需要的只是作为一个容器，而类型则无关紧要。分配器是为了帮助确保存储与某个边界对齐，以便SIMD代码更易于编写并运行得更快。不过，以上所有内容都使用SIMD模型。您可以LSO考虑多线程模型，使用OpenMP或其他东西。SIMD和多线程是非常独立的。最好的方法可能是“代码> STD::ValSux和OpenMP，并将矢量化留给编译器。如果OpenMP不足够，那么去手动对代码进行矢量化。