关于在S-DES中更有效地实现Expander功能的简单问题

Question

所以，我正在用C++实现(简化的)-DES，并且我得到了一个有效的扩展器函数。扩展器函数定义为，给定6项输入(例如，{1,2,3,4,5,6} )，我们以以下形式输出新的8项输出：{1,2,4,3,4,3,5,6}。我已经按如下方式实现了这一点，但我相信有一种更好、更快的方法来实现它。有什么建议吗？

void expandchars(std::vector<int> &vec){
std::vector<int> temp=vec;
vec={temp[0],temp[1],temp[3],temp[2],temp[3],temp[2],temp[4],temp[5]};
}

Answer 1

一种更快的方法是避免分配临时向量。如果是vec.capacity() < 8，那么你的代码几乎是最优的。要使其达到最佳状态，请执行以下操作：

void realloc_expandchars(std::vector<int> &vec){
  // Optimal if vec.capacity() <8, since a reallocation is unavoidable
  std::vector<int> temp=std::move(vec);
  vec={temp[0],temp[1],temp[3],temp[2],temp[3],temp[2],temp[4],temp[5]};
}

如果为vec.capacity() >= 8，那么您可能希望避免创建新的向量。为此，您可能希望执行以下操作：

void inplace_expandchars(std::vector<int> &vec){
    vec.insert(vec.begin() + 4, 2 /*count*/, 0 /* value */);
    vec[4] = vec[3];
    vec[5] = vec[2];
    vec[2] = vec[4];
    vec[3] = vec[5];
}

使用std::array:可能会稍微慢一些，但更具可读性：

void inplace_expandchars(std::vector<int> &vec){
    std::array<int, 8> temp = {vec[0], vec[1], vec[3], vec[2], vec[3], vec[2], vec[4], vec[5]}; 
    vec.clear();
    vec.insert(vec.begin(), temp.begin(), temp.end());
}

然后将它们组合在一起：

   void expandchars(std::vector<int> &vec){
     if (vec.capacity() < 8)
         realloc_expandchars(vec);
     else
         inplace_expandchars(vec);
   }