如何设置、清除和切换单个位？

要解决试图形成掩码时的常见编码陷阱，请执行以下操作：1并不总是足够宽

当数字的类型大于1时会出现什么问题？x对于移位1<<x可能太大，导致未定义的行为（UB）。即使x不太大，~也可能无法翻转足够多的最高有效位。

// assume 32 bit int/unsigned
unsigned long long number = foo();

unsigned x = 40; 
number |= (1 << x);  // UB
number ^= (1 << x);  // UB
number &= ~(1 << x); // UB

x = 10;
number &= ~(1 << x); // Wrong mask, not wide enough

要确保1足够宽：

代码可以使用1ull或pedatically（uintmax_t）1并让编译器进行优化。

number |= (1ull << x);
number |= ((uintmax_t)1 << x);

或铸造-这使得编码/审查/维护问题保持铸造正确和最新。

number |= (type_of_number)1 << x;

或者通过强制一个至少与数字类型一样宽的数学运算来温和地推广1。

number |= (number*0 + 1) << x;

与大多数位操作一样，最好使用无符号类型而不是有符号类型

另一个选项是使用位字段：

struct bits {
    unsigned int a:1;
    unsigned int b:1;
    unsigned int c:1;
};

struct bits mybits;

定义了一个3位字段（实际上是三个1位字段）。比特操作现在变得简单了一点（哈哈）：

设置或清除一位：

mybits.b = 1;
mybits.c = 0;

要切换一位，请执行以下操作：

mybits.a = !mybits.a;
mybits.b = ~mybits.b;
mybits.c ^= 1;  /* all work */

检查一点：

if (mybits.c)  //if mybits.c is non zero the next line below will execute

这仅适用于固定大小的位字段。否则，您必须求助于前面文章中描述的比特旋转技术。

如何设置、清除和切换单个位？

要解决试图形成掩码时的常见编码陷阱，请执行以下操作：1并不总是足够宽

当数字的类型大于1时会出现什么问题？x对于移位1<<x可能太大，导致未定义的行为（UB）。即使x不太大，~也可能无法翻转足够多的最高有效位。

// assume 32 bit int/unsigned
unsigned long long number = foo();

unsigned x = 40; 
number |= (1 << x);  // UB
number ^= (1 << x);  // UB
number &= ~(1 << x); // UB

x = 10;
number &= ~(1 << x); // Wrong mask, not wide enough

要确保1足够宽：

代码可以使用1ull或pedatically（uintmax_t）1并让编译器进行优化。

number |= (1ull << x);
number |= ((uintmax_t)1 << x);

或铸造-这使得编码/审查/维护问题保持铸造正确和最新。

number |= (type_of_number)1 << x;

或者通过强制一个至少与数字类型一样宽的数学运算来温和地推广1。

number |= (number*0 + 1) << x;

与大多数位操作一样，最好使用无符号类型而不是有符号类型

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。

由于这被标记为“嵌入式”，我假设您使用的是微控制器。以上所有建议都是有效的&有效的（读、修改、写、联合、结构等）。

然而，在一场基于示波器的调试中，我惊奇地发现，与直接将值写入微控制器的PORTnSET/PORTnCLEAR寄存器相比，这些方法在CPU周期中具有相当大的开销，这在存在紧密环路/高频ISR的切换引脚的情况下产生了真正的差异。

对于那些不熟悉的人：在我的示例中，micro有一个反映输出引脚的通用引脚状态寄存器PORTn，因此执行PORTn |=BIT_TO_SET会导致对该寄存器的读-修改-写入。然而，PORTnSET/PORTnCLEAR寄存器取“1”表示“请将此位置为1”（SET）或“请将该位置为零”（CLEAR），取“0”表示“不使用管脚”。因此，您最终会得到两个端口地址，这取决于您是设置还是清除位（并不总是方便），但反应更快，汇编代码更小。

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。