如何设置、清除和切换一点?
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如果您想在Linux内核中使用C编程执行所有操作,那么我建议使用Linux内核的标准API。
看见https://www.kernel.org/doc/htmldocs/kernel-api/ch02s03.html
set_bit Atomically set a bit in memory
clear_bit Clears a bit in memory
change_bit Toggle a bit in memory
test_and_set_bit Set a bit and return its old value
test_and_clear_bit Clear a bit and return its old value
test_and_change_bit Change a bit and return its old value
test_bit Determine whether a bit is set
注意:这里整个操作在一个步骤中完成。因此,即使在SMP计算机上,这些都保证是原子的,并且是有用的以保持处理器之间的一致性。
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设置一位
使用按位OR运算符(|)设置位。
number |= 1UL << n;
这将设置数字的第n位。如果要将第1位设置为n-1,那么n应该为零,如果要设置第n位。
如果数字大于无符号长,则使用1ULL;1UL<<n的提升直到评估1UL<<n之后才发生,其中移动超过长的宽度是未定义的行为。这同样适用于所有其他示例。
清除一点
使用位AND运算符(&)清除位。
number &= ~(1UL << n);
这将清除数字的第n位。必须使用按位NOT运算符(~)反转位字符串,然后对其进行AND运算。
稍微扭动一下
XOR运算符(^)可用于切换位。
number ^= 1UL << n;
这将切换数字的第n位。
检查一点
你没有要求这样做,但我不妨补充一下。
要检查一位,请向右移动数字n,然后按位“与”:
bit = (number >> n) & 1U;
这将把数字第n位的值放入变量位。
将第n位更改为x
在2的补码C++实现中,可以通过以下方式将第n位设置为1或0:
number ^= (-x ^ number) & (1UL << n);
如果x为1,则设置位n,如果x为0,则清除位n。如果x有其他值,则会得到垃圾。x=!!x将其布尔化为0或1。
要使其独立于2的补码否定行为(其中-1设置了所有位,与1的补码或符号/大小C++实现不同),请使用无符号否定。
number ^= (-(unsigned long)x ^ number) & (1UL << n);
or
unsigned long newbit = !!x; // Also booleanize to force 0 or 1
number ^= (-newbit ^ number) & (1UL << n);
使用无符号类型进行可移植位操作通常是一个好主意。
or
number = (number & ~(1UL << n)) | (x << n);
(number&~(1UL<<n))将清除第n位,(x<<n)将第n位设置为x。
一般来说,不复制/粘贴代码也是一个好主意,因为很多人使用预处理器宏(如社区wiki答案)或某种封装。
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.
有时值得使用枚举来命名位:
enum ThingFlags = {
ThingMask = 0x0000,
ThingFlag0 = 1 << 0,
ThingFlag1 = 1 << 1,
ThingError = 1 << 8,
}
然后稍后使用这些名称,即写
thingstate |= ThingFlag1;
thingstate &= ~ThingFlag0;
if (thing & ThingError) {...}
设置、清除和测试。通过这种方式,您可以对代码的其余部分隐藏神奇的数字。
除此之外,我支持佩奇·鲁滕的解决方案。
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)
我使用头文件中定义的宏来处理位集和清除:
/* a=target variable, b=bit number to act upon 0-n */
#define BIT_SET(a,b) ((a) |= (1ULL<<(b)))
#define BIT_CLEAR(a,b) ((a) &= ~(1ULL<<(b)))
#define BIT_FLIP(a,b) ((a) ^= (1ULL<<(b)))
#define BIT_CHECK(a,b) (!!((a) & (1ULL<<(b)))) // '!!' to make sure this returns 0 or 1
#define BITMASK_SET(x, mask) ((x) |= (mask))
#define BITMASK_CLEAR(x, mask) ((x) &= (~(mask)))
#define BITMASK_FLIP(x, mask) ((x) ^= (mask))
#define BITMASK_CHECK_ALL(x, mask) (!(~(x) & (mask)))
#define BITMASK_CHECK_ANY(x, mask) ((x) & (mask))