Question

例如，如果我有数字20：

0001 0100

我想将最高值1位（最左边）设置为0。

所以

0001 0100

将成为

0000 0100

我想知道哪种方法最有效。

最好是在c ++中。

我尝试从原始数字中减去两个这样的最大幂，

unsigned long long int originalNumber;
unsigned long long int x=originalNumber;
               x--;
               x |= x >> 1;
               x |= x >> 2;
               x |= x >> 4;
               x |= x >> 8;
               x |= x >> 16;
               x++;
               x >>= 1;

            originalNumber ^= x;

，但我需要更高效的东西。

Answer 1

#include <limits.h>

uint32_t unsetHighestBit(uint32_t val) {
    for(uint32_t i = sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT - 1; i >= 0; i--) {
        if(val & (1 << i)) {
            val &= ~(1 << i);
            break;
        }
    }
    return val;
}

解释

这里我们取类型uint32_t的大小，即4个字节。每个字节有8位，因此我们从i开始迭代32次，值为31到0。

在每次迭代中，我们将值1移动到i向左，然后按位 - 和（&）将它移动到我们的值。如果返回值！= 0，则设置i处的位。一旦我们找到一个设置的位，我们按位和（&）我们的初始值与设置位的按位求反（~）。

例如，如果我们有数字44，它的二进制表示将是0010 1100。我们找到的第一个设置位是第5位，从而产生掩码0010 0000。该掩码的按位否定为1101 1111。现在，当使用此掩码按位&初始值时，我们得到值0000 1100。

在带有模板的C ++中

这是一个如何使用模板在C ++中解决这个问题的例子：

#include <limits>

template<typename T> T unsetHighestBit(T val) {
    for(uint32_t i = sizeof(T) * numeric_limits<char>::digits - 1; i >= 0; i--) {
        if(val & (1 << i)) {
            val &= ~(1 << i);
            break;
        }
    }
    return val;
}

Answer 2

如果你被限制为8位（如你的例子中所示），那么只需使用任何算法预先计算数组中的所有可能值（byte [256]），或者只需手动输入。

然后你只需查找所需的值：

   x = lookup[originalNumber]

不能比那快得多。： - ）

更新：所以我读错了这个问题。

但是如果使用64位值，则将其分解为8个字节，可以将其分解为一个字节[8]或将其覆盖在一个联合或更聪明的东西中。之后，找到第一个不为零的字节，并按照我上面的回答中的那个特定字节进行操作。我担心效率不高，但最多只有8次测试（平均4.5次）+一次查找。

当然，创建字节[65536}查找会使速度加倍。

Answer 3

棘手的部分是找到最重要的位，或计算前导零的数量。其他所有东西都可以或多或少地通过左移1（少一个），减1然后否定（构建逆掩码）和&运算符来完成。

众所周知的bit hacks站点有几个实现找到最重要的位的问题，但它也值得研究编译器内在函数，因为所有主流编译器都有一个内在的用于此目的，他们实现和目标架构一样有效（我几年前在x86上使用GCC进行了测试，结果是单指令）。在没有对目标体系结构进行分析的情况下，哪个是最快的是不可能分辨的（代码行数较少，或者更少的汇编指令并不总是更快！）但是，编译器实现这些内在函数并不比你更糟糕是一个公平的假设。能够实施它们，并且可能更快使用具有某种可理解名称的内在函数也可能比从现在开始看5年后的某些内容更容易理解。

不幸的是，虽然这并非完全不常见，但这并不是您期望在C或C ++库中找到的标准化功能，至少没有我所知道的标准功能。

对于GCC，您正在寻找__builtin_clz，VisualStudio将其称为_BitScanReverse，而英特尔的编译器将其称为_bit_scan_reverse。

除了计算前导零之外，您可以查看相同的Bit Twiddling网站所拥有的内容＆＃34;四舍五入到下一个＃2的幂，您只需要跟进右移1，和NAND操作。请注意，站点上给出的5步实现是针对32位整数的，您必须将64位宽值的步数加倍。

Answer 4

以下代码将关闭最右边的位：

bool found = false;
int bit, bitCounter = 31;
while (!found)  {
    bit = x & (1 << bitCounter);
    if (bit != 0)   {
        x &= ~(1 << bitCounter);
        found = true;
    }
    else if (bitCounter == 0)
        found = true;
    else
        bitCounter--;
}

Answer 5

我知道将非正数位设置为0的方法。

a & (a - 1)

来自Book：Warren H.S., Jr. - Hacker's Delight.

您可以反转您的位，将更多权限设置为零并反转。但我现在知道在你的情况下反转位的有效方法。

如何将最高值1位设置为0，最好是在c ++中

5 个答案:

解释

在带有模板的C ++中