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

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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;

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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

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.

对于初学者，我想用一个例子解释一下：

例子：

value is 0x55;
bitnum : 3rd.

使用&运算符检查位：

0101 0101
&
0000 1000
___________
0000 0000 (mean 0: False). It will work fine if the third bit is 1 (then the answer will be True)

切换或翻转：

0101 0101
^
0000 1000
___________
0101 1101 (Flip the third bit without affecting other bits)

|运算符：设置位

0101 0101
|
0000 1000
___________
0101 1101 (set the third bit without affecting other bits)

Visual C 2010，也许还有许多其他编译器，都直接支持内置的布尔运算。一个位有两个可能的值，就像一个布尔值一样，所以我们可以使用布尔值，即使在这种表示中，布尔值占用的内存空间比一个位多。这是有效的，即使sizeof（）运算符也能正常工作。

bool    IsGph[256], IsNotGph[256];

//  Initialize boolean array to detect printable characters
for(i=0; i<sizeof(IsGph); i++)  {
    IsGph[i] = isgraph((unsigned char)i);
}

因此，对于您的问题，IsGph[i]=1或IsGph[i]=0使得设置和清除布尔值变得容易。

要查找不可打印的字符：

//  Initialize boolean array to detect UN-printable characters, 
//  then call function to toggle required bits true, while initializing a 2nd
//  boolean array as the complement of the 1st.
for(i=0; i<sizeof(IsGph); i++)  {
    if(IsGph[i])    {
         IsNotGph[i] = 0;
    }   else   {
         IsNotGph[i] = 1;
    }
}

注意，这段代码没有什么“特殊”之处。它有点像一个整数-从技术上讲，它是一个1位整数，可以容纳2个值，并且只能容纳2个。

我曾经使用这种方法查找重复的贷款记录，其中loan_number是ISAM密钥，使用6位贷款编号作为位数组的索引。8个月后，我们以惊人的速度证明了我们从中获取数据的主机系统实际上发生了故障。比特阵列的简单性使人们对其正确性的信心非常高——例如，与搜索方法相比。

使用标准C++库：std:：bitset＜N＞。

或者Boost版本：Boost:：dynamic_bitset。

没有必要自己动手：

#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    std::bitset<5> x;

    x[1] = 1;
    x[2] = 0;
    // Note x[0-4]  valid

    std::cout << x << std::endl;
}

---

[Alpha:] > ./a.out
00010

与标准库编译时大小的位集相比，Boost版本允许运行时大小的比特集。