C ++: масштабируемый класс чисел - bitset <1> * или беззнаковый символ *

Question

Я планирую создать класс чисел. Цель состоит в том, чтобы хранить любое количество чисел, не беспокоясь о том, чтобы получить слишком много (например, с помощью int или long). Но в то же время не слишком много ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Например:

Если у меня есть данные, которые действительно нуждаются в 1-10, мне не нужны int (4 байта), short (2 байта) или даже char (1 байт). Так зачем выделять так много? Если я хочу хранить данные, которые требуют чрезвычайно большого объема (только целые числа в этом сценарии), например, за миллиарды, я не могу. Моя цель - создать числовой класс, который может справиться с этой проблемой, как это делают строки, подгоняя размер под число. Но прежде чем начать, мне было интересно ..

bitset <1>, bitset - это шаблонный класс, который позволяет мне минимизировать биты в C ++, весьма полезно, но эффективно ли это ?, bitset <1> определит 1 бит, но я хочу сделать их массив ? C ++ может выделить минимум байтов, выделяет ли bitset <1> байт и предоставляет ли 1 бит этого байта? в таком случае я бы предпочел создать свой класс чисел с беззнаковыми символами *.

unsigned char, или BYTE содержит 8 байтов, для любого значения от 0 до 256 потребуется только один, для большего потребуется два, а затем 3, он будет просто расширяться при необходимости в байтовых интервалах, а не в битовых интервалах.

Как вы думаете, БОЛЬШЕ эффективнее? Биты были бы, если бы битрейт фактически выделил 1 бит, но у меня есть ощущение, что это даже невозможно. На самом деле, может быть более эффективно выделять в байтах до тех пор, пока 4 байта (32 бита) на 32-битном процессоре 32-битное выделение не будет наиболее эффективным, поэтому я буду использовать 4 байта за раз с тех пор.

По сути, мой вопрос: что вы думаете? как я должен идти об этой реализации, bitset <1> или беззнаковый символ (или BYTE) ??

Answer 1

Глупо оптимизировать биты, если вы не являетесь целевой архитектурой DigiComp-1.Чтение отдельных битов всегда медленнее, чем чтение целых чисел - 4 бита не эффективнее, чем 8.

Используйте символ без знака, если вы хотите сохранить его как десятичное число.Это будет наиболее эффективным.

Или, вы можете просто использовать GMP .

Answer 2

Хотя это не поможет вам напрямую с арифметикой гигантских чисел, но если вы хотите сэкономить место, то вам может пригодиться моя библиотека Nstate (дополнительная лицензия):

http://hostilefork.com/nstate/

Например: если у вас есть значение, которое может быть между 0 и 2 ... тогда, пока вы собираетесь хранить кучу их в массиве, вы можете использовать «потраченное впустую» пространство длянеиспользованное 4-е состояние (3), чтобы упаковать больше значений.В этом конкретном случае вы можете получить 20 тристатов в 32-битном слове вместо 16, которые вы получили бы с 2 битами на три состояния.

Answer 3

Для шаблона битового набора требуется аргумент const во время компиляции для аргумента шаблона.Это может быть недостатком, когда необходимо определить максимальный размер битов во время выполнения.Другое дело, что большинство компиляторов / библиотек используют unsigned int или unsigned long long для хранения битов для более быстрого доступа к памяти.Если ваше приложение будет работать в среде с ограниченной памятью, вы должны создать новый класс, такой как bitset, или использовать другую библиотеку.