Question

所以我想切换我的号码中最重要的一点。这是一个例子：

x = 100101 then answer should be 00101

我有64位机器，因此我不希望答案是100000..<51 0's>..100101 我想到的一种方法是计算我的数字中的位数，然后切换MSB，但不确定如何计数。

Answer 1

作弊是把它交给编译器：大多数CPU都有指令来做这样的工作。

以下应该做你想做的事。

i ^ (1 << (sizeof i * CHAR_BIT - clz(i) - 1))

这将转换为CLZ指令，该指令计算前导零。

对于GCC，请参阅：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.2/gcc/Other-Builtins.html

要注意的一件事是，如果i == 0会导致未定义的行为。

你应该用编译器的正确内在替换clz()，在GCC中这是__builtin_clz;在Visual Studio C ++中，这是_BitScanForward。

Answer 2

@jleahy已经posted在使用GCC时已经是一个不错的选择，我只留下clz的通用实现，它不使用任何编译器内在函数。但是，对于已经具有计数位的本机指令的CPU（例如x86），它不是最佳选择。

#define __bit_msb_mask(n) (~(~0x0ul >> (n)))   /* n leftmost bits. */

/* Count leading zeroes. */
int clz(unsigned long x) {
    int nr = 0;
    int sh;

    assert(x);

    /* Hope that compiler optimizes out the sizeof check. */
    if (sizeof(x) == 8) {
        /* Suppress "shift count >= width of type" error in case
         * when sizeof(x) is NOT 8, i.e. when it is a dead code anyway. */
        sh = !(x & __bit_msb_mask(sizeof(x)*8/2)) << 5;
        nr += sh; x <<= sh;
    }

    sh = !(x & __bit_msb_mask(1 << 4)) << 4; nr += sh; x <<= sh;
    sh = !(x & __bit_msb_mask(1 << 3)) << 3; nr += sh; x <<= sh;
    sh = !(x & __bit_msb_mask(1 << 2)) << 2; nr += sh; x <<= sh;
    sh = !(x & __bit_msb_mask(1 << 1)) << 1; nr += sh; x <<= sh;
    sh = !(x & __bit_msb_mask(1 << 0)) << 0; nr += sh;

    return nr;
}

使用此功能可以切换最重要的设置位（假设有这样的位），如下所示：

x ^= 1ul << (sizeof(x)*8 - clz(x))

Answer 3

这是一种使用查找表的方法，假设为CHAR_BIT == 8：

uint32_t toggle_msb(uint32_t n)
{
    static unsigned char const lookup[] =
                         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

    for (unsigned int i = 0; i != sizeof n; ++i)
    {
        // omit the last bit for big-endian machines: ---VVVVVVVVVVVVVVVVVV
        unsigned char * p
                 = reinterpret_cast<unsigned char *>(&n) + sizeof n - i - 1;

        if (*p / 16 != 0) { *p = *p % 16 + (lookup[*p / 16] * 16); return n; }
        if (*p % 16 != 0) { *p = 16 * (*p / 16) + lookup[*p % 16]; return n; }
    }

    return 1;
}

Answer 4

并将其全部放在GCC的一些示例代码中：

#include <stdio.h>

#define clz(x)  __builtin_clz(x)

int main()
{
    int i = 411;    /* 110011011 */

    if( i != 0 )
        i ^= (1 << (sizeof(i)*8 - clz(i)-1));

    /* i is now 10011011 */
    printf("i = %d\n", i);
    return(0);
}

切换MSB的最佳方法是什么？

4 个答案: