对大量字节进行位操作

Question

通过简单的文件加密/解密做一些练习，目前我正在读一串字节，并对每个字节执行相应的位操作，然后将它们写入输出文件。

这种方法看起来很慢。例如，如果我想通过0xFF对每个字节进行XOR运算，我会循环遍历每个字节和XOR 0xFF，而不是做一些魔术，并且每个字节都快速异或。

是否有更好的方法来执行位操作而不是一次一个字节？

Answer 1

不管是什么，似乎每个字节将不得不从内存

• 读，
• 以某种方式修改，
• 写回内存。

可以通过通过对4进行XOR运算，节省时间的位（没有双关语意）一次上多个字节操作，例如，或甚至8个字节的整数，因此，将相关联的开销与循环管理，大致，一个因子4或8，但这种改善可能不会达到整体算法的显着收益。

通过读取表中预先计算的值来替换CPU /语言的“本地”位操作（异或，移位，旋转等），可以找到其他改进。然而要小心，这些本地操作通常是相当优化的，并且您必须非常勤奋地设计外部等效操作，并精确测量这些操作的相对性能。

编辑：糟糕，我刚刚注意到[Python]标记，并且在另一个响应中也引用了numpy。
要小心......虽然Numpy按位数组的建议是合理的，但这一切都取决于手头问题的实际参数。例如，排队numpy的按位函数所隐含的底层数组可能会损失相当长的时间。 看到这个似乎非常相关的Stack Overflow question。虽然专注于XOR操作，但这个问题提供了很多可操作的提示，用于改善循环等，以及用于概要分析。

Answer 2

使用bitwise array operations从numpy可能是您正在寻找。