對大量字節進行位操作

Question

通過簡單的文件加密/解密做一些練習，目前我正在讀一串字節，並對每個字節執行相應的位操作，然後將它們寫入輸出文件。

這種方法看起來很慢。例如，如果我想通過0xFF對每個字節進行XOR運算，我會循環遍歷每個字節和XOR 0xFF，而不是做一些魔術，並且每個字節都快速異或。

是否有更好的方法來執行位操作而不是一次一個字節？

Answer 1

不管是什麼，似乎每個字節將不得不從內存

• 讀，
• 以某種方式修改，
• 寫回內存。

可以通過通過對4進行XOR運算，節省時間的位（沒有雙關語意）一次上多個字節操作，例如，或甚至8個字節的整數，因此，將相關聯的開銷與循環管理，大致，一個因子4或8，但這種改善可能不會達到整體算法的顯着收益。

通過讀取表中預先計算的值來替換CPU /語言的「本地」位操作（異或，移位，旋轉等），可以找到其他改進。然而要小心，這些本地操作通常是相當優化的，並且您必須非常勤奮地設計外部等效操作，並精確測量這些操作的相對性能。

編輯：糟糕，我剛剛注意到[Python]標記，並且在另一個響應中也引用了numpy。
要小心......雖然Numpy按位數組的建議是合理的，但這一切都取決於手頭問題的實際參數。例如，排隊numpy的按位函數所隱含的底層數組可能會損失相當長的時間。 看到這個似乎非常相關的Stack Overflow question。雖然專注於XOR操作，但這個問題提供了很多可操作的提示，用於改善循環等，以及用於概要分析。

Answer 2

使用bitwise array operations從numpy可能是您正在尋找。