如何设置、清除和切换一点?
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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.
其他回答
从snip-c.zip的bitops.h:
/*
** Bit set, clear, and test operations
**
** public domain snippet by Bob Stout
*/
typedef enum {ERROR = -1, FALSE, TRUE} LOGICAL;
#define BOOL(x) (!(!(x)))
#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))
好的,让我们分析一下。。。
在所有这些问题中,您似乎遇到的常见表达是“(1L<<(posn))”。所有这些都是创建一个带有单个位的掩码并且可以与任何整数类型一起工作。“posn”参数指定把钻头放在你想要的位置。如果posn==0,则此表达式将评估为:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 binary.
如果posn==8,它将评估为:
0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 binary.
换句话说,它只需在指定的位置唯一棘手的部分是我们需要设置的BitClr()宏1字段中的单个0位。这是通过使用1与颚化符(~)运算符表示的表达式相同的补码。
一旦创建了掩码,它将按照您的建议应用于参数,使用按位和(&)、或(|)和xor(^)运算符。自从面具类型为long,宏将在char、short、int、,或长的。
底线是,这是一个通用的解决方案问题。当然,重写相当于每次使用显式掩码值的任何宏需要一个,但为什么要这样做?请记住,宏替换发生在因此生成的代码将反映以下事实:被编译器认为是常量,即使用起来同样有效每当你需要做的时候,通用宏都会“重新发明轮子”比特操作。
不服气?下面是一些测试代码-我使用了Watcom C,并进行了全面优化并且不使用_cdecl,因此生成的反汇编将与可能:
----[测试.C]----------------------------------------------------------------
#define BOOL(x) (!(!(x)))
#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))
int bitmanip(int word)
{
word = BitSet(word, 2);
word = BitSet(word, 7);
word = BitClr(word, 3);
word = BitFlp(word, 9);
return word;
}
----[测试输出(拆卸)]-----------------------------------------------
Module: C:\BINK\tst.c
Group: 'DGROUP' CONST,CONST2,_DATA,_BSS
Segment: _TEXT BYTE 00000008 bytes
0000 0c 84 bitmanip_ or al,84H ; set bits 2 and 7
0002 80 f4 02 xor ah,02H ; flip bit 9 of EAX (bit 1 of AH)
0005 24 f7 and al,0f7H
0007 c3 ret
No disassembly errors
----[完成]-----------------------------------------------------------------
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))
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。
将第n位设置为x(位值),不使用-1
有时,当您不确定-1或类似的结果时,您可能希望在不使用-1的情况下设置第n位:
number = (((number | (1 << n)) ^ (1 << n))) | (x << n);
解释:((number |(1<<n)将第n位设置为1(其中|表示逐位OR),然后使用(…)^(1<<n)将将第n个位设置为0,最后通过(…)|x<<n,将第n比特设置为0(位值)x。
这也适用于戈朗。
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)