如何设置、清除和切换一点？
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以下是C中的一个例程，用于执行基本的逐位操作：
#define INT_BIT (unsigned int) (sizeof(unsigned int) * 8U) //number of bits in unsigned int
int main(void)
{
unsigned int k = 5; //k is the bit position; here it is the 5th bit from the LSb (0th bit)
unsigned int regA = 0x00007C7C; //we perform bitwise operations on regA
regA |= (1U << k); //Set kth bit
regA &= ~(1U << k); //Clear kth bit
regA ^= (1U << k); //Toggle kth bit
regA = (regA << k) | regA >> (INT_BIT - k); //Rotate left by k bits
regA = (regA >> k) | regA << (INT_BIT - k); //Rotate right by k bits
return 0;
}
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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]-----------------------------------------------------------------
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)
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。
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。
