如何设置、清除和切换一点?
当前回答
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。
其他回答
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))
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
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。
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。