C：提取一组特定的位？需要帮助解释一个特定的例子

Question

问题：

  

设备连接到可以返回各种设备的计算机   与天气有关的温度。 GetTemps函数返回   每日高温在20-29位，日常低温中   位10-19，当前温度位0-9，全部为10位   整数。在以下程序片段中，第8行和第9行是   不完整的。他们应该将高温存储在highTemp和   currTemp中的当前温度，这样的温度就可以了   在第10行打印。请完成第8行和第9行，并实现代码   有效地

#include <stdio.h>
// Line 1
// Line 2
int GetTemps(void);
// Line 3
// Line 4
int main( ) {
    // Line 5
    int w, highTemp, currTemp;
    // Line 6
    w = getTemps( );
    // Line 7
    highTemp = <QUESTION 1>
    // Line 8
    currTemp = <QUESTION 2>
    // Line 9
    printf ( "High: %d\nCurrent: %d\n", highTemp, currTemp)
    // Line 10
    return 0;
}

答案是

highTemp = w>>20
currtemp = w<<20

  

正确的右移（对于highTemp）和位掩码（对于lowTemp）   操作

由我的班级TA给出

有人可以向我解释这个答案吗？我想我理解高阶是如何w>>20，但如果w是一个30位int[30...0]那么就不会向左移位位向左移位10到0并且有效地乘以它是2 ^ 20？这对我来说似乎太大了。

编辑：确切答案：

Answer 1

你的TA答案是对的。以下是解决问题的方法。

当多个字段打包成单个值时，最安全地隔离您想要的位（通过屏蔽）。例如，假设高温位于第20-29位，我们需要一个掩码来隔离这些位。

const int high_mask = 0x3FF00000;  // 10-bit integer in bits 20-29
const int high_bits = w & high_mask;  // select the bits we care about

要将其转换为温度，我们需要移位结果，使位20为位0。

const int high_temp = high_bits >> 20;  // shift them "down"

但这不完全正确！我们没有考虑负温度。算术右移将保留值的符号，但我们将高位（32位整数）归零。即使我们没有掩盖这些位，问题也没有说明那些顶部位是什么值，所以我们不应该做出假设。

考虑这个标志的最简单方法是首先向左移动，这样我们的最高位就位于最高位置。然后，我们在向右移动时，处理器将执行相应的符号扩展。假设int是32位......

const int high_temp = (high_bits << 3) >> 23;  // shift down, preserving the sign

请注意，右移值必须考虑我们先做的左移。

（从技术上讲，如果我们转移到顶部位，然后转向另一种方式来削减最低位，则不再需要屏蔽，但从概念上讲，它可以帮助理解。）

另请注意，按位运算符的优先级可能会令人惊讶。因此，如果您尝试将这些步骤组合到一个表达式中，则可能需要添加一些括号。

类似的过程可以提取当前温度（以及嵌入在较大整数类型中的任何int值）。你只需要调整常量。