我有一个32-bit
数字并且不使用 for 循环,我想将m
位设置为 n
位。
例如:
m
位可能是2nd
or5th
或9th
or 10th
。
n
位可能是 22nd
或27
位11th
。
我假设(m < n)。
请帮助我。谢谢
我有一个32-bit
数字并且不使用 for 循环,我想将m
位设置为 n
位。
例如:
m
位可能是2nd
or5th
或9th
or 10th
。
n
位可能是 22nd
或27
位11th
。
我假设(m < n)。
请帮助我。谢谢
假设位从 LSB 到 MSB 编号:
BIT NUMBER 31 0
▼ ▼
number bits 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0101
▲ ^ ^ ▲
MSB | | LSB
| |
n=27 m=17
LSB - Least Significant Bit (numbered 0)
MSB - Most Significant Bit (numbered 31)
在上图中,我展示了位是如何从 LSB 到 MSB 编号的。n
注意和m
where的相对位置n > m
。
在 32 位数字中设置1
从位置m
到n
(where ) 的所有位。n > m
您需要一个 32 位掩码,其中所有位为1
from n
,m
其余位为0
.
例如,要设置从m=17
到的所有位,n=27
我们需要像这样的掩码:
BIT NUMBER 31 n=27 m=17 0
▼ ▼ ▼ ▼
mask = 0000 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000
如果我们有任何 32 位数字,通过按位 OR ( |
) 与该数字,我们可以将1
所有位设置为从m
到n
。所有其他位将保持不变。
记住OR 的工作方式如下:
x | 1 = 1 , and
x | 0 = x
其中 x
value 可以是1
或0
。
所以通过这样做:
num32bit = num32bit | mask;
我们可以设置n
为m
位1
,其余位将保持不变。例如,假设,num32bit
= 0011 1001 1000 0000 0111 1001 0010 1101
,
然后:
0011 1001 1000 0000 0111 1001 0010 1101 <--- num32bit
0000 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 <--- mask
---------------------------------------- ---------------Bitwise OR operation
0011 1111 1111 1110 0111 1001 0010 1101 <--- new number
---- ▲ ▲ -------------------
|-----------| this bits are from `num32bit`
all bits are
1 here
这就是我的意思:
num32bit = num32bit | mask;
##如何制作面具?
要制作一个所有位都是1
fromn
到m
其他位是 的掩码0
,我们需要三个步骤:
Create mask_n
:右侧的所有位n=27
都是一
BIT NUMBER 31 n=27 0
▼ ▼ ▼
mask_27= 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
在编程中,这可以通过右移 ( >>
) 4 次来创建。
而且,为什么4
?
4 = 32 - n - 1 ==> 31 - 27 ==> 4
Create mask_m
:左侧的所有位m=17
都是一。
BIT NUMBER 31 m=17 0
▼ ▼ ▼
mask_17 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000
Create mask
: 按位 AND 到: mask = mask_n & mask_m
:
mask = 0000 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000
▲ ▲
BIT NUMBER 27 17
而且,下面是我的getMask(n, m)
函数,它返回一个在步骤 3 中看起来像掩码的无符号数。
#define BYTE 8
typedef char byte; // Bit_sizeof(char) == BYTE
unsigned getMask(unsigned n,
unsigned m){
byte noOfBits = sizeof(unsigned) * BYTE;
unsigned mask_n = ((unsigned)~0u) >> (noOfBits - n - 1),
mask_m = (~0u) << (noOfBits - m),
mask = mask_n & mask_m; // bitwise & of 2 sub masks
return mask;
}
为了测试我getMask()
还写了一个main()
函数和一个 binary() 函数,它以二进制格式打印给定的数字。
void binary(unsigned);
int main(){
unsigned num32bit = 964720941u;
unsigned mask = 0u;
unsigned rsult32bit;
int i = 51;
mask = getMask(27, 17);
rsult32bit = num32bit | mask; //set n to m bits 1
printf("\nSize of int is = %ld bits, and "
"Size of unsigned = %ld e.g.\n", sizeof(int) * BYTE,
sizeof(unsigned) * BYTE);
printf("dec= %-4u, bin= ", 21);
binary(21);
printf("\n\n%s %d\n\t ", "num32bit =", num32bit);
binary(num32bit);
printf("mask\t ");
binary(mask);
while(i--) printf("-");
printf("\n\t ");
binary(rsult32bit);
printf("\n");
return EXIT_SUCCESS;
}
void binary(unsigned dec){
int i = 0,
left = sizeof(unsigned) * BYTE - 1;
for(i = 0; left >= 0; left--, i++){
printf("%d", !!(dec & ( 1 << left )));
if(!((i + 1) % 4)) printf(" ");
}
printf("\n");
}
该测试代码运行如下(输出与我在上面的示例中解释的完全相同):
Output of code:
-----------------
$ gcc b.c
:~$ ./a.out
Size of int is = 32 bits, and Size of unsigned = 32 e.g.
dec= 21 , bin= 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0101
num32bit = 964720941
0011 1001 1000 0000 0111 1001 0010 1101
mask 0000 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000
---------------------------------------------------
0011 1111 1111 1110 0111 1001 0010 1101
:~$
此外,您可以在两个语句中以较短的形式编写 getMask()
函数,如下所示:
unsigned getMask(unsigned n,
unsigned m){
byte noOfBits = sizeof(unsigned) * BYTE;
return ((unsigned)~0u >> (noOfBits - n - 1)) &
(~0u << (noOfBits -m));
}
注意:我删除了多余的括号,以清理代码。尽管您永远不需要记住运算符的优先级,因为您可以使用 覆盖优先级()
,但优秀的程序员总是参考优先级表来编写整洁的代码。
更好的方法可能是编写如下宏:
#define _NO_OF_BITS sizeof(unsigned) * CHAR_BIT
#define MASK(n, m) (((unsigned)~0u >> (_NO_OF_BITS - n - 1)) & \
(~0u << (_NO_OF_BITS - m)))
并调用:
result32bit = num32bit | MASK(27, 17);
要将所有位从 n 重置为 m = 0,其余保持不变,您只需要 的补码 ( ~
) mask
。
mask 0000 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000
~mask 1111 0000 0000 0000 0111 1111 1111 1111 <-- complement
|
还需要设置零而不是运算符&
。
记住AND 的工作方式如下:
x & 0 = 0 , and
x & 0 = 0
其中x
值可以是 1 或 0。
因为我们已经有了一个按位补码~
运算符和和 &
运算符,我们只需要这样做:
rsult32bit = num32bit & ~MASK(27, 17);
它会像这样工作:
num32bit = 964720941
0011 1001 1000 0000 0111 1001 0010 1101
mask 1111 0000 0000 0000 0111 1111 1111 1111
---------------------------------------------------
0011 0000 0000 0000 0111 1001 0010 1101