线性反馈移位寄存器效率

Question

我有以下代码实现线性反馈移位寄存器的移位操作：

public int DoShift()
{
    //Find new top bit
    int feedback = Contents & tapSequence;
    int newBit = 0;
    for(int i = 1; i <= length; i++)
    {
        newBit = 1 & (newBit ^ feedback);
        feedback >>= 1;
    }
    //Remember falloff, shift register, add new bit
    int result = Contents & 1;
    Contents >>= 1;
    Contents += newBit << (length - 1);
    return result;
}

哪里

Contents 是寄存器的当前内容
tapSequence 是异或抽头序列，其中 1 表示已抽头位，0 表示未抽头位。
长度是寄存器的位数。

但是，运行进行了 CPU 使用测试，此功能占用了我运行时间的 60%（我认为这是一个相当轻量级方法）。有没有更有效的方法来写这个？有没有办法用它自己的位对 int 的内容进行异或（以消除 for 循环）？

Answer 1

试试这个：

public int DoShift()
{
    int newBit = 1 << (length - 1); // you can save it as class member
    int result = Contents & 1;
    int feedback = Contents & tapSequence;
    Contents >>= 1;
    while(feedback != 0) {
      feedback &= feedback - 1;
      Contents ^= newBit;
    }
    return result;
}

此外，存在更有效的方法，名为"reversed LSFR"。这是一个想法 - 如果结果为 1，则仅将 tapSequence 应用于整个寄存器一次。

参见示例：https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_feedback_shift_register

Answer 2

已采用以下解决方案：

public int DoShift()
{
    //Remember falloff, shift register, add new bit
    int result = Contents & 1;
    Contents = (Contents >> 1) ^ 
        ((CountBits(Contents & tapSequence) % 2) << (length - 1));
    return result;
}

//Brian Kernighan method of counting bits
public static int CountBits(int value)
{
    int count = 0;
    while (value != 0)
    {
        count++;
        value &= value - 1;
    }
    return count;
}

此外，我可能还会尝试并行地运行更广泛计划的一些元素。

线性反馈移位寄存器效率

Linear Feedback Shift Register efficiency

c#

bit-manipulation

shift-register