如何设置、清除和切换一点?


当前回答

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。

其他回答

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))