Question

这是我的合作伙伴提出的代码，但出于某种原因，我无法抓住他，问他如何工作。我现在经历了很多次，似乎无法得到我想要得到的答案。

/**
 * bitMask - Generate a mask consisting of all 1's 
 *   lowbit and highbit
 *   Examples: bitMask(5,3) = 0x38
 *   Assume 0 <= lowbit <= 31, and 0 <= highbit <= 31
 *   If lowbit > highbit, then mask should be all 0's
 *   Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>
 */
int bitMask(int highbit, int lowbit) {
   int i = ~0;
   return ~(i << highbit << 1) & (i << lowbit);
}

Answer 1

此函数实际上是不正确的：对于highbit和lowbit的大值，它可能具有特定于实现的行为甚至是未定义的行为。它应该使用并返回unsigned类型：

unsigned bitMask(int highbit, int lowbit) {
    unsigned i = ~0U;
    return ~(i << highbit << 1) & (i << lowbit);
}

以下是步骤：

i = ~0U;将i设置为所有位1.
i << highbit将这些位向左移位，在低位中插入highbit 0位。
i << highbit << 1为一个0位腾出空间。不应将此表达式简化为i << (highbit + 1)，因为如果highbit + 1变得大于或等于i类型中的位数，则这种位移是实现定义。
< / LI>
~(i << highbit << 1)补充此掩码，创建一个掩码，其中highbit + 1位设置在低位，0表示高位。
i << lowbit创建一个掩码lowbit 0位，高位1。
~(i << highbit << 1) & (i << lowbit)计算这两个掩码的交集，结果从位号lowbit到位号highbit包含1位，从0开始编号最不重要的。

的示例：

bitMask(31, 0) - ＆gt; 0xFFFFFFFF。
bitMask(0, 0) - ＆gt; 0x00000001。
bitMask(31, 16) - ＆gt; 0xFFFF0000。
bitMask(15, 0) - ＆gt; 0x0000FFFF。

此编号方法用于硬件规格。我个人更喜欢一种不同的方法，其中一种方法指定要跳过的位数和要设置的位数，更符合位域规范：

unsigned bitSpec(int start, int len) {
    return (~0U >> (32 - len)) << start;
}

和相同的例子：

bitSpec(0, 32) - ＆gt; 0xFFFFFFFF。
bitSpec(0, 1) - ＆gt; 0x00000001。
bitSpec(16, 16) - ＆gt; 0xFFFF0000。
bitSpec(0, 16) - ＆gt; 0x0000FFFF。

Answer 2

在您的情况下，根据您的函数附带的描述，该函数正在执行您似乎打算执行的操作。主要问题是您使用的是int而不是unsigned int。这将导致符号扩展问题。（更不用说缺少对C中签名班次的定义）。

转换为unsigned只会向您显示正在按预期运行：

简短的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

unsigned int bitMask (unsigned int highbit, unsigned int lowbit) {
    unsigned int i = ~0;
    return ~(i << highbit << 1) & (i << lowbit);
}

char *binstr (unsigned long n, unsigned char sz, unsigned char szs, char sep) {

    static char s[128 + 1] = {0};
    char *p = s + 128;
    unsigned char i;

    for (i = 0; i < sz; i++) {
        p--;
        if (i > 0 && szs > 0 && i % szs == 0)
            *p-- = sep;
        *p = (n >> i & 1) ? '1' : '0';
    }

    return p;
}

int main (int argc, char **argv) {

    unsigned high = argc > 1 ? (unsigned)strtoul (argv[1], NULL, 10) : 5;
    unsigned low  = argc > 2 ? (unsigned)strtoul (argv[2], NULL, 10) : 3;

    printf ("%s\n", binstr (bitMask (high, low), 32, 8, '-'));

    return 0;
}

<强>输出

$ ./bin/bitmask
00000000-00000000-00000000-00111000

$ ./bin/bitmask 10 3
00000000-00000000-00000111-11111000

$ ./bin/bitmask 31 5
11111111-11111111-11111111-11100000

$ ./bin/bitmask 4 8
00000000-00000000-00000000-00000000

有人可以解释这个bitMask代码是如何工作的吗？

2 个答案: