这是我最喜欢的位算术宏，它适用于从无符号字符到size_t的任何类型的无符号整数数组（这是应该有效使用的最大类型）：

#define BITOP(a,b,op) \
 ((a)[(size_t)(b)/(8*sizeof *(a))] op ((size_t)1<<((size_t)(b)%(8*sizeof *(a)))))

要设置位：

BITOP(array, bit, |=);

要清除一点：

BITOP(array, bit, &=~);

要切换一位，请执行以下操作：

BITOP(array, bit, ^=);

要测试一点：

if (BITOP(array, bit, &)) ...

etc.

检查任意类型变量中任意位置的位：

#define bit_test(x, y)  ( ( ((const char*)&(x))[(y)>>3] & 0x80 >> ((y)&0x07)) >> (7-((y)&0x07) ) )

示例用法：

int main(void)
{
    unsigned char arr[8] = { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF };

    for (int ix = 0; ix < 64; ++ix)
        printf("bit %d is %d\n", ix, bit_test(arr, ix));

    return 0;
}

笔记：这是设计为快速（考虑到其灵活性）和非分支。当编译Sun Studio 8时，它会产生高效的SPARC机器代码；我还在amd64上使用MSVC++2008测试了它。可以制作类似的宏来设置和清除位。与其他解决方案相比，此解决方案的关键区别在于它适用于几乎任何类型的变量中的任何位置。

从snip-c.zip的bitops.h：

/*
**  Bit set, clear, and test operations
**
**  public domain snippet by Bob Stout
*/

typedef enum {ERROR = -1, FALSE, TRUE} LOGICAL;

#define BOOL(x) (!(!(x)))

#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))

好的，让我们分析一下。。。

在所有这些问题中，您似乎遇到的常见表达是“（1L<<（posn））”。所有这些都是创建一个带有单个位的掩码并且可以与任何整数类型一起工作。“posn”参数指定把钻头放在你想要的位置。如果posn==0，则此表达式将评估为：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 binary.

如果posn==8，它将评估为：

0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 binary.

换句话说，它只需在指定的位置唯一棘手的部分是我们需要设置的BitClr（）宏1字段中的单个0位。这是通过使用1与颚化符（~）运算符表示的表达式相同的补码。

一旦创建了掩码，它将按照您的建议应用于参数，使用按位和（&）、或（|）和xor（^）运算符。自从面具类型为long，宏将在char、short、int、，或长的。

底线是，这是一个通用的解决方案问题。当然，重写相当于每次使用显式掩码值的任何宏需要一个，但为什么要这样做？请记住，宏替换发生在因此生成的代码将反映以下事实：被编译器认为是常量，即使用起来同样有效每当你需要做的时候，通用宏都会“重新发明轮子”比特操作。

不服气？下面是一些测试代码-我使用了Watcom C，并进行了全面优化并且不使用_cdecl，因此生成的反汇编将与可能：

----[测试.C]----------------------------------------------------------------

#define BOOL(x) (!(!(x)))

#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))

int bitmanip(int word)
{
      word = BitSet(word, 2);
      word = BitSet(word, 7);
      word = BitClr(word, 3);
      word = BitFlp(word, 9);
      return word;
}

----[测试输出（拆卸）]-----------------------------------------------

Module: C:\BINK\tst.c
Group: 'DGROUP' CONST,CONST2,_DATA,_BSS

Segment: _TEXT  BYTE   00000008 bytes  
 0000  0c 84             bitmanip_       or      al,84H    ; set bits 2 and 7
 0002  80 f4 02                          xor     ah,02H    ; flip bit 9 of EAX (bit 1 of AH)
 0005  24 f7                             and     al,0f7H
 0007  c3                                ret     

No disassembly errors

----[完成]-----------------------------------------------------------------

先假设几件事num=55整数以执行逐位操作（set、get、clear、toggle）。n＝4 0位位置，以执行逐位操作。

如何获得一点？

要获得num的第n位，请右移num，n次。然后用1执行逐位AND&。

bit = (num >> n) & 1;

它是如何工作的？

       0011 0111 (55 in decimal)
    >>         4 (right shift 4 times)
-----------------
       0000 0011
     & 0000 0001 (1 in decimal)
-----------------
    => 0000 0001 (final result)

如何设置一点？

设置数字的特定位。左移1 n次。然后用num。

num |= (1 << n);    // Equivalent to; num = (1 << n) | num;

它是如何工作的？

       0000 0001 (1 in decimal)
    <<         4 (left shift 4 times)
-----------------
       0001 0000
     | 0011 0111 (55 in decimal)
-----------------
    => 0001 0000 (final result)

如何清除一点？

左移1，n次，即1<<n。对上述结果执行按位补码。因此，第n位变为未置位，其余位变为置位，即~（1<<n）。最后，对上述结果和num执行逐位AND&运算。上述三个步骤一起可以写成num&（~（1<<n））；

num &= (~(1 << n));    // Equivalent to; num = num & (~(1 << n));

它是如何工作的？

       0000 0001 (1 in decimal)
    <<         4 (left shift 4 times)
-----------------
     ~ 0001 0000
-----------------
       1110 1111
     & 0011 0111 (55 in decimal)
-----------------
    => 0010 0111 (final result)

如何切换一点？

要切换位，我们使用逐位XOR^运算符。如果两个操作数的对应位不同，则逐位XOR运算符的计算结果为1，否则计算结果为0。

这意味着要切换一个位，我们需要对要切换的位和1执行XOR运算。

num ^= (1 << n);    // Equivalent to; num = num ^ (1 << n);

它是如何工作的？

如果要切换的位为0，则0 ^1=>1。如果要切换的位为1，则1^1=>0。

       0000 0001 (1 in decimal)
    <<         4 (left shift 4 times)
-----------------
       0001 0000
     ^ 0011 0111 (55 in decimal)
-----------------
    => 0010 0111 (final result)

推荐阅读-按位操作员练习

模板版本（放在头文件中），支持更改多位（适用于AVR微控制器btw）：

namespace bit {
  template <typename T1, typename T2>
  constexpr inline T1 bitmask(T2 bit) 
  {return (T1)1 << bit;}
  template <typename T1, typename T3, typename ...T2>
  constexpr inline T1 bitmask(T3 bit, T2 ...bits) 
  {return ((T1)1 << bit) | bitmask<T1>(bits...);}

  /** Set these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void set (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable |= bitmask<T1>(bits...);}
  /** Set only these bits (others will be cleared) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void setOnly (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable = bitmask<T1>(bits...);}
  /** Clear these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void clear (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable &= ~bitmask<T1>(bits...);}
  /** Flip these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void flip (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable ^= bitmask<T1>(bits...);}
  /** Check if any of these bits are set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isAnySet(const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return variable & bitmask<T1>(bits...);}
  /** Check if all these bits are set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isSet (const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return ((variable & bitmask<T1>(bits...)) == bitmask<T1>(bits...));}
  /** Check if all these bits are not set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isNotSet (const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return ((variable & bitmask<T1>(bits...)) != bitmask<T1>(bits...));}
}

使用示例：

#include <iostream>
#include <bitset> // for console output of binary values

// and include the code above of course

using namespace std;

int main() {
  uint8_t v = 0b1111'1100;
  bit::set(v, 0);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::clear(v, 0,1);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::flip(v, 0,1);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::clear(v, 0,1,2,3,4,5,6,7);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::flip(v, 0,7);
  cout << bitset<8>(v) << endl;
}

BTW：如果不向编译器发送优化器参数（例如：-O3），则不使用constexpr和inline。请随时尝试以下代码https://godbolt.org/并查看ASM输出。

下面是我使用的一些宏：

SET_FLAG(Status, Flag)            ((Status) |= (Flag))
CLEAR_FLAG(Status, Flag)          ((Status) &= ~(Flag))
INVALID_FLAGS(ulFlags, ulAllowed) ((ulFlags) & ~(ulAllowed))
TEST_FLAGS(t,ulMask, ulBit)       (((t)&(ulMask)) == (ulBit))
IS_FLAG_SET(t,ulMask)             TEST_FLAGS(t,ulMask,ulMask)
IS_FLAG_CLEAR(t,ulMask)           TEST_FLAGS(t,ulMask,0)