[Perl]1バイト(8bit)の10進数を2進数の文字列に変換するコード

Perlの関数を使用して、以下の手順で10進数を2進文字列に変換することができます。

1. sprintf関数で10進数を16進文字列に変換
2. pack関数で16進文字列をバイナリーにパック
3. unpack関数で2進文字列に変換

例えば、文字列の先頭文字のASCIIコード値（10進数）を取得し、それを2進文字列に変換に変換する場合は、 次のようなコードになります。

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings;

my $ascii = "ABC";
my $asciicode = ord $ascii;  # 先頭文字のASCIIコード値を取得
my $str = _bitstr($asciicode, 8);
print "str   = $str\n"; # for debug

exit;

# 10進数を2進文字列に変換する関数
sub _bitstr {
    my ($code, $len) = @_;
    my $hexcode = sprintf("%X", $code); # 16進に変換
    my $bitstr = unpack("B".$len, pack("H2", $hexcode));
}

10進数を単に2進文字列に変換するだけならこれでも構わないのですが、ビット演算子を使ってビットのオン・オフを判定して、 2進文字列を作成していく方法もあります。以下のコードはその実装例です。

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings;

my $ascii = "ABC";
my $asciicode = ord $ascii;  # 先頭文字のASCIIコード値を取得
my $str = _bitstrR($asciicode, 8);
print "str   = $str\n"; # for debug

exit;

# ビット演算で10進数を2進文字列に変換する関数
sub _bitstrR {
    my ($code, $len) = @_;
    my $bitstr = '';
    for my $i (1 .. $len) {
        $bitstr .= (0x80 & $code) ? '1' : '0'; # 0x80(2進数：10000000)でビット論理積をとる
        $code <<= 1;
    }
    return $bitstr;
}

ここで問題になるのはどちらの方法が処理速度が優れているかということですが、以下のコードのプロファイルを取ると・・・

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings;

my $ascii = "ABC";
my $asciicode = ord $ascii;  # 先頭文字のASCIIコード値を取得

my $str = '';
for my $j (1 .. 10000) {
    $str = _bitstr($asciicode, 8);
    $str = _bitstrR($asciicode, 8);
}
print "str   = $str\n"; # for debug

exit;

sub _bitstr {
    my ($code, $len) = @_;
    my $hexcode = sprintf("%X", $code); # 16進に変換
    my $bitstr = unpack("B".$len, pack("H2", $hexcode));
}

sub _bitstrR {
    my ($code, $len) = @_;
    my $bitstr = '';
    for my $i (1 .. $len) {
        $bitstr .= (0x80 & $code) ? '1' : '0'; # 0x80(2進数：10000000)でビット論理積をとる
        $code <<= 1;
    }
    return $bitstr;
}


C:\xampp\htdocs\sample>perl -d:Dprof bitstr3.pl
str   = 01000001

C:\xampp\htdocs\sample>dprofpp
Total Elapsed Time = 0.018988 Seconds
  User+System Time = 0.016988 Seconds
Exclusive Times
%Time ExclSec CumulS #Calls sec/call Csec/c  Name
 223.   0.038  0.038  10000   0.0000 0.0000  main::_bitstr
 47.0   0.008  0.008  10000   0.0000 0.0000  main::_bitstrR
 0.00       - -0.000      1        -      -  strict::import
 0.00       - -0.000      1        -      -  warnings::import
 0.00       - -0.000      1        -      -  strict::bits
 0.00       - -0.000      2        -      -  main::BEGIN

やはり、ビット演算で2進文字列を作成するほうが早いようです。

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