如何在php中最快地计算设置位数？

我只是想在php中找到一些最快的设置位计数函数

例如，0010101=>30011110=>4

<>我看到有一个很好的算法可以在C++中实现。

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是否有任何php内置函数或最快的用户定义函数？

您可以尝试应用带有二进制和的掩码，并使用shift逐个测试位，使用一个将迭代32次的循环

function getBitCount($value) {

    $count = 0;
    while($value)
    {
        $count += ($value & 1);
        $value = $value >> 1;
    }

    return $count;
}

您还可以轻松地将函数转换为PHP样式

function NumberOfSetBits($v)
{
    $c = $v - (($v >> 1) & 0x55555555);
    $c = (($c >> 2) & 0x33333333) + ($c & 0x33333333);
    $c = (($c >> 4) + $c) & 0x0F0F0F0F;
    $c = (($c >> 8) + $c) & 0x00FF00FF;
    $c = (($c >> 16) + $c) & 0x0000FFFF;
    return $c;
}

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我可以想出一些方法，但不确定哪种方法最快：

• 使用substr_count（）
• 将所有非“1”字符替换为“”，然后使用strlen（）
• 使用preg_match_all（）

PS：如果您从一个整数开始，这些示例将首先涉及使用decbin（）。

我的基准测试代码

start_benchmark();
for ($i = 0; $i < 1000000; $i++) {
    getBitCount($i);
}
end_benchmark();

start_benchmark();
for ($i = 0; $i < 1000000; $i++) {
    NumberOfSetBits($i);
}
end_benchmark();
start_benchmark();
for ($i = 0; $i < 1000000; $i++) {
    substr_count(decbin($i), '1');
}
end_benchmark();

start_benchmark（）；
对于（$i=0；$i<1000000；$i++）{
getBitCount（一美元）；
}
end_benchmark（）；
启动_benchmark（）；
对于（$i=0；$i<1000000；$i++）{
数目(i元);；
}
end_benchmark（）；
启动_benchmark（）；
对于（$i=0；$i<1000000；$i++）{
子项计数（decbin（$i），“1”）；
}
end_benchmark（）；

基准测试结果：

基准（NumberOfSetBits（））：1.429042千秒

基准（substr_count（））：1.672635千秒

基准测试（getBitCount（））：10.464981千秒

我认为NumberOfSetBits（）和substr_count（）是最好的。

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谢谢。

还有很多其他的方法；但对于十进制32位整数，

NumberOfSetBits

绝对是最快的

我最近无意中发现了，它有

O（log（n））

，而其他大多数都有

O（n）

。我不知道为什么它在这里出现的不是那么快；但与所有其他非专业功能相比，它仍然具有可测量的优势

当然，没有什么能用

O（1）

打败

numberofsetbit

我的基准：

函数getBitCount（$value）{$count=0；而（$value）{$count+=（$value&1）；$value=$value>>1；}返回$count；}
函数getBitCount2（$value）{$count=0；而（$value）{if（$value&1）$count++；$value>>=1；}返回$count；}
//if（）而不是+=；>>=1代替作业：有时慢，有时快
函数getBitCount2a（$value）{for（$count=0；$value；$value>>=1）如果（$value&1）$count++；返回$count；}
//而不是暂时：有时慢，有时快
函数getBitCount3（$value）{for（$i=1，$count=0；$i；$i2）&0x33333）+（$c&0x33333）；
$c=（$c>>4）+$c）&0x0F0F；$c=（$c>>8）+$c）&0x00FF00FF；
$c=（$c>>16）+$c）&0x0000FFFF；返回$c；
}
函数bitsByPregReplace（$n）{return strlen（preg_replace（''u 0'，''，decbin（$n））；}
函数bitsByNegPregReplace（$n）{返回strlen（preg_replace（'/[^1]/'，''，decbin（$n））；}
函数bitsByPregMatchAll（$n）{return preg_match_all（'/1/'，decbin（$n））；}
函数bitsBySubstr（$i）{返回substr_计数（decbin（$i），'1'）；}
函数bitsBySubstrInt（$i）{返回substr_计数（decbin（$i），1）；}
//最短（以源代码字节为单位）
函数bitsByCountChars（$n）{return count_chars（decbin（$n））[49]；}
//最慢的
函数bitsByCountChars1（$n）{返回count_chars（decbin（$n），1）[49]；}
//抛出$n=0的通知
函数Kernighan（$n）{for（；$n；$c++）$n&=$n-1；返回$c；}
//布赖恩·克尼汉算法
函数基准（$function）
{
gc_collect_cycles（）；
$t0=微时间（）；
对于（$i=1e6；$i--；）$function（$i）；
$t1=微时间（）；
$t0=爆炸（“”，$t0）；$t1=爆炸（“”，$t1）；
echo（$t1[0]-$t0[0]）+（$t1[1]-$t0[1]），“s\t$function\n”；
}
基准（“getBitCount”）；
基准（“getBitCount2”）；
基准（“getBitCount2a”）；
基准（“getBitCount3”）；
基准（“getBitCount3a”）；
基准（NumberOfSetBits）；
基准（“bitsBySubstr”）；
基准（“BitsBySubString”）；
基准（“bitsByPregReplace”）；
基准（“bitsByPregMatchAll”）；
基准（“bitsByCountChars”）；
基准（“bitsByCountChars1”）；
基准（“decbin”）；

banchmark结果（已排序）

这些是我的一次跑步（使用PHP7.0.22）中的数字；其他人在3.5秒组内表现出不同的顺序。我可以这么说——在我的机器上——这五个元素中有四个是相当相等的，

bitsBySubstrInt

由于类型转换的缘故总是稍微慢一点

大多数其他方法都需要decbin（这通常比实际计数时间长；我在基准测试结果中用

*

标记了它们）；只有

BitsBySubstr

在没有那条野马腿的情况下才能接近获胜者

我发现很明显，通过将

count\u chars

限制为仅现有的chars，您可以将其速度提高3倍。似乎数组索引需要相当长的时间

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编辑：

• 添加了另一个

  preg\u replace

  版本
• 修复了

  preg\u match\u all

  version
• 增加了Kernighan算法（任意大小整数的最快算法）
• 在基准测试函数中添加了垃圾收集
• 重新运行基准

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此选项比NumberOfSetBits（$v）快一点

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我想“00110101”不是一个字符串，而是整数的二进制表示形式。只要用decbin（）将它转换成字符串即可。这几乎肯定会比运行循环快。@cleong不确定，因为字符串搜索可以loop@MatRt内置循环。需要基准。我更关心双函数调用

函数countSetBits（$int）{return substr_count（decbin（$int），'1'）；}

事实上，这是一个二进制函数，numberOfSetBits（）函数比getBitCount（）快十倍，但是如果$i=1025，那么它返回258，你能解决这个问题吗？我的输入限制是2000。事实上，这似乎是一个错误，在这个算法，检查我的更新。小心第一种方法。任何大于0x7FFFFFFF（负值）的数字都可能导致无限循环（至少在32位PHP上）

> php count-bits.php
 2.286831 s     decbin

 1.364934 s     NumberOfSetBits
 3.241821 s     Kernighan

 3.498779 s     bitsBySubstr*
 3.582412 s     getBitCount2a
 3.614841 s     getBitCount2
 3.751102 s     getBitCount
 3.769621 s     bitsBySubstrInt*

 5.806785 s     bitsByPregMatchAll*
 5.748319 s     bitsByCountChars1*
 6.350801 s     bitsByNegPregReplace*
 6.615289 s     bitsByPregReplace*

13.863838 s     getBitCount3
16.39626 s      getBitCount3a
19.304038 s     bitsByCountChars*

function bitsCount(int $integer)
{
    $count = $integer - (($integer >> 1) & 0x55555555);
    $count = (($count >> 2) & 0x33333333) + ($count & 0x33333333);
    $count = ((((($count >> 4) + $count) & 0x0F0F0F0F) * 0x01010101) >> 24) & 0xFF;

    return $count;
}