将m位设置为n位
我有一个32-bit
数字而不使用for循环,我想将m
位设置为 n
位。
例如:
m
位可以是2nd
或5th
或9th
或10th
。
n
位可以是22nd
位或11th
27
位或11th
位。
我假设(m <n)。
请帮帮我。谢谢
虽然问题已经结束,但我不能确定我的旧答案。 我已经更新了经过测试的代码。 希望将来对某人有所帮助。
假设位从LSB到MSB编号:
BIT NUMBER 31 0 ▼ ▼ number bits 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0101 ▲ ^ ^ ▲ MSB | | LSM | | n=27 m=17 LSB - Least Significant Bit (numbered 0) MSB - Most Significant Bit (numbered 31)
在上图中,我已经说明了位从LSB到MSB的编号方式。 注意n
和m
的相对位置,其中n > m
。
将所有位从n设置为m
将位置m
到n
(其中n > m
)的所有位设置为32位数。 您需要一个32位掩码,其中所有位从n
到m
为1
,其余位为0
。
例如,要将所有位从m=17
为n=27
我们需要掩码,如:
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( |
)与这个数字,我们可以设置1
从m
到n
所有位。 其他位将保持不变。
记得 OR的作用如下:
x | 1 = 1 , and x | 0 = x
其中x
值可以是1
或0
。
通过这样做:
num32bit = num32bit | mask;
我们可以将n
设置为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 "This is what I means by": num32bit = num32bit | mask;
怎么做面膜?
制作掩码,其中所有位从n
到m
为1
,其他为0
。 我们需要三个步骤:
-
Create mask_n
:n=27
右侧的所有位都是1BIT 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次创建。
而且,
4
如何来?4 = 32 - n - 1 ==> 31 - 27 ==> 4
另请注意,在
0
补码(~
)forms中,所有位都是1。 我们需要在C中无符号右移 。
链接以了解有符号和无符号右移之间的区别 -
Create mask_m
:m=17
左侧的所有位都是1。BIT NUMBER 31 m=17 0 ▼ ▼ ▼ mask_17 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000
-
Create mask
:上面的按位与: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mask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; }
为了测试我的getMask(),我还编写了使用binary()函数的main()代码,binary()函数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 eg\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"); }
这个测试代码运行得像(输出与我在上面的例子中解释的完全相同):
Output of code: ----------------- $ gcc bc :~$ ./a.out Size of int is = 32 bits, and Size of unsigned = 32 eg 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 :~$
另外,您可以在两个语句中以较短的forms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,以清除代码。 虽然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。 但是一个优秀的程序员总是会使用优先级表来编写简洁的代码。
更好的方法可能是编写Macro()如下:
#define BYTE 8 #define _NO_OF_BITS sizeof(unsigned) * BYTE #define MASK(n, m) (((unsigned)~0u >> (_NO_OF_BITS - n - 1)) & \ (~0u << (_NO_OF_BITS - m)))
并打电话给:
rsult32bit = num32bit | MASK(27, 17);
将所有零位从n设置为m
要将所有位从n设置为m = 0,并且复位不变,您只需要mask
补码( ~
)。
mask 0000 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 ~mask 1111 0000 0000 0000 0111 1111 1111 1111 <-- complement
而不是|
运算符设置为零并且是必需的。
记住和工作如下:
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&
运算符。 我们只需要这样做。
[解决方案] :
rsult32bit = num32bit & ~MASK(27, 17);
它会像以下一样工作:
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