技術系備忘録​/C++​/最適化小手先テクニック​/ビットフィールドを活用すべし(メモリ節約編) をテンプレートにして作成 :: シンクリッジ

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例えば、文庫本を管理するソフトウェアを作るとします。 各文庫本にはジャンル情報があり、ジャンルは複数個持つこと... 何も考えずに組むと List1 のようなクラスになると思います。 -List1 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル // ジャンルフラグ int m_nGenreScienceFiction; // SF (true or false) int m_nGenreLoveStory; // 恋愛 (true or false) int m_nGenreMystery; // ミステリー (true or false) int m_nGenreHorror; // ホラー (true or false) int m_nGenreComedy; // コメディ (true or false) int m_nGenreShort; // 短編 (true or false ) }; }} /* Windowsプログラムでは"int"を使わずに"BOOL"と書くことがあ... "BOOL"は"int"の別名と定義されてますので、ここでは同じ意味... */ ここでは、タイトル(m_sTitle)は置いといて、ジャンル情報に... ジャンル情報を見ると、各項目はフラグ(true or false)として... それが６種類あるので、使用するメモリは、4Byte×6で24Byteで... 文庫本が数冊であれば問題ない量ですが、数十万冊などもあり... 少し工夫して、int ではなく bool を使うようにしたものが Li... -List2 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル // ジャンルフラグ bool m_bGenreScienceFiction; // SF (true or false) bool m_bGenreLoveStory; // 恋愛 (true or false) bool m_bGenreMystery; // ミステリー (true or false) bool m_bGenreHorror; // ホラー (true or false) bool m_bGenreComedy; // コメディ (true or false) bool m_bGenreShort; // 短編 (true or false) }; }} こうすることで、24Byteだったのが 6Byte に収まりました。(b... これで十分かもしれませんが、もっと節約したい場合もあると... ビットフィールドを使うと以下のようになります。 -List3 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル union{ // ジャンルフラグ struct{ char bScienceFiction : 1; // SF (true or false) char bLoveStory : 1; // 恋愛 (true or false) char bMystery : 1; // ミステリー (true or false) char bHorror : 1; // ホラー (true or false) char bComedy : 1; // コメディ (true or false) char bShort : 1; // 短編 (true or false) }; char All; }m_Genre; }; }} こうするとジャンル情報は1byteで収まります。 さらに、例では6ジャンルしか定義してませんが、8ジャンルま... 以上、ビットフィールドの活用方法としては一番単純な例です... なお、C(C++)言語の通説として、「コンピュータにとってはint... 実際の運用では、この場合はCBookを構築、比較、コピーなどの... 特に昨今のコンピュータは、メモリはCPUより遅いクロックで動... /* 余談ですが、Pentium3とかが出始めた頃、ちょっと時間のかか... */ ちなみに、ビットフィールドを使用しないで同じことをやる例... -list4 #prettify{{ #define SCIENCEFICTION 0x1 // SF #define LOVESTORY 0x2 // 恋愛 #define MYSTERY 0x4 // ミステリー #define HORROR 0x8 // ホラー #define COMEDY 0x10 // コメディ #define SHORT 0x20 // 短編 class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル char m_cGenre; // ジャンルフラグ }; }} このような記述は古いソフトウェアで良く見かけます。 数値型変数のビット管理をプログラマが自分で行うやり方です。 自分の場合（この例では）ビットフィールドを使うと思います... 逆に、コンパイラ任せにしないという意味から言えば、効率的... なお、ビットフィールドは 1BIT 単位でしか使えないものでは... 例えば、CBook クラスに、本のサイズという項目を設けた場合... -List5 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル union{ // フラグ struct{ // ジャンルフラグ char bScienceFiction : 1; // SF (true or false) char bLoveStory : 1; // 恋愛 (true or false) char bMystery : 1; // ミステリー (true or false) char bHorror : 1; // ホラー (true or false) char bComedy : 1; // コメディ (true or false) char bShort : 1; // 短編 (true or false) // 本のサイズ char nSize : 2; // 0=A3以上 1=A4 2=A5 3=A6 }; char All; }m_Property; }; }} このように、記述することが可能です。 面倒なビット演算はコンパイラが面倒みてくれますので、nSize... - #prettify{{ if( m_Book.m_Property.nSize == 2 ){ // A5サイズなら }} みたいな記述も可能です。 （ただ、内部的にはビット演算処理を行うコードが出力されて... こうなると List4 にある #define を使って自前で処理をコー... 以上、今回のネタはメモリ節約という最適化の一つのネタとし... ただ、メモリ節約と処理速度との関係は難しく、メモリ節約す... クラスの実装の際、そのクラスの使われ方を考慮しコーディン...

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例えば、文庫本を管理するソフトウェアを作るとします。 各文庫本にはジャンル情報があり、ジャンルは複数個持つこと... 何も考えずに組むと List1 のようなクラスになると思います。 -List1 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル // ジャンルフラグ int m_nGenreScienceFiction; // SF (true or false) int m_nGenreLoveStory; // 恋愛 (true or false) int m_nGenreMystery; // ミステリー (true or false) int m_nGenreHorror; // ホラー (true or false) int m_nGenreComedy; // コメディ (true or false) int m_nGenreShort; // 短編 (true or false ) }; }} /* Windowsプログラムでは"int"を使わずに"BOOL"と書くことがあ... "BOOL"は"int"の別名と定義されてますので、ここでは同じ意味... */ ここでは、タイトル(m_sTitle)は置いといて、ジャンル情報に... ジャンル情報を見ると、各項目はフラグ(true or false)として... それが６種類あるので、使用するメモリは、4Byte×6で24Byteで... 文庫本が数冊であれば問題ない量ですが、数十万冊などもあり... 少し工夫して、int ではなく bool を使うようにしたものが Li... -List2 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル // ジャンルフラグ bool m_bGenreScienceFiction; // SF (true or false) bool m_bGenreLoveStory; // 恋愛 (true or false) bool m_bGenreMystery; // ミステリー (true or false) bool m_bGenreHorror; // ホラー (true or false) bool m_bGenreComedy; // コメディ (true or false) bool m_bGenreShort; // 短編 (true or false) }; }} こうすることで、24Byteだったのが 6Byte に収まりました。(b... これで十分かもしれませんが、もっと節約したい場合もあると... ビットフィールドを使うと以下のようになります。 -List3 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル union{ // ジャンルフラグ struct{ char bScienceFiction : 1; // SF (true or false) char bLoveStory : 1; // 恋愛 (true or false) char bMystery : 1; // ミステリー (true or false) char bHorror : 1; // ホラー (true or false) char bComedy : 1; // コメディ (true or false) char bShort : 1; // 短編 (true or false) }; char All; }m_Genre; }; }} こうするとジャンル情報は1byteで収まります。 さらに、例では6ジャンルしか定義してませんが、8ジャンルま... 以上、ビットフィールドの活用方法としては一番単純な例です... なお、C(C++)言語の通説として、「コンピュータにとってはint... 実際の運用では、この場合はCBookを構築、比較、コピーなどの... 特に昨今のコンピュータは、メモリはCPUより遅いクロックで動... /* 余談ですが、Pentium3とかが出始めた頃、ちょっと時間のかか... */ ちなみに、ビットフィールドを使用しないで同じことをやる例... -list4 #prettify{{ #define SCIENCEFICTION 0x1 // SF #define LOVESTORY 0x2 // 恋愛 #define MYSTERY 0x4 // ミステリー #define HORROR 0x8 // ホラー #define COMEDY 0x10 // コメディ #define SHORT 0x20 // 短編 class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル char m_cGenre; // ジャンルフラグ }; }} このような記述は古いソフトウェアで良く見かけます。 数値型変数のビット管理をプログラマが自分で行うやり方です。 自分の場合（この例では）ビットフィールドを使うと思います... 逆に、コンパイラ任せにしないという意味から言えば、効率的... なお、ビットフィールドは 1BIT 単位でしか使えないものでは... 例えば、CBook クラスに、本のサイズという項目を設けた場合... -List5 #prettify{{ class CBook // 文庫本クラス { public: string m_sTitle; // タイトル union{ // フラグ struct{ // ジャンルフラグ char bScienceFiction : 1; // SF (true or false) char bLoveStory : 1; // 恋愛 (true or false) char bMystery : 1; // ミステリー (true or false) char bHorror : 1; // ホラー (true or false) char bComedy : 1; // コメディ (true or false) char bShort : 1; // 短編 (true or false) // 本のサイズ char nSize : 2; // 0=A3以上 1=A4 2=A5 3=A6 }; char All; }m_Property; }; }} このように、記述することが可能です。 面倒なビット演算はコンパイラが面倒みてくれますので、nSize... - #prettify{{ if( m_Book.m_Property.nSize == 2 ){ // A5サイズなら }} みたいな記述も可能です。 （ただ、内部的にはビット演算処理を行うコードが出力されて... こうなると List4 にある #define を使って自前で処理をコー... 以上、今回のネタはメモリ節約という最適化の一つのネタとし... ただ、メモリ節約と処理速度との関係は難しく、メモリ節約す... クラスの実装の際、そのクラスの使われ方を考慮しコーディン...

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