C - 如何返回一个字,所有偶数位设置为1,所有奇数位设置为0?

时间:2017-02-13 18:00:37

标签: c bit-manipulation bitwise-operators

我只能使用这些运营商! 〜& ^ | +<< >>

这是我到目前为止的代码,但我无法弄清楚如何让它工作

int setEvenBitsToOne(){
    int byte = 0x55;
    int word = byte | byte << 8;
    return word | word << 16;
}

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

由于已知整数的大小,因此您可以对其进行硬编码。

int alternatingBits() {
    switch( sizeof(int) ) {
        case 2:
            return 0x5555;
        case 4:
            return 0x55555555;
        case 8:
            return 0x5555555555555555;
        default:
            fprintf(stderr, "Unknown int size: %zu\n", sizeof(int));
            exit(1);
    }
}

sizeof(int)是一个常量,因此编译器会将所有这些优化为常量。

但我认为这是一个有点琐碎的练习。首先,我们需要的是只改变偶数位。这可以通过使用1的位掩码,将其添加到数字,将掩码移动2个位置,然后再添加来完成。

// C doesn't have a way to represent literal binary numbers,
// so I'm using the Perl convention.
num += 0b000001
num += 0b000100
num += 0b010000
...and so on...

使用mask = mask << 2移动位掩码。

我们还需要知道何时停止。由于我们正在推动整数大小的限制,我们不想做mask < INT_MAX之类的事情,因为mask = mask << 2可能会溢出。相反,我们可以一次迭代2个整数位。

int alternatingBits() {
    /* Our number to start with */
    int num = 0;

    /* Our bitmask to add to the number */
    int mask = 1;

    /* The number of bits in an integer
       (to avoid clutering the for loop) */
    const int bits = sizeof(int) * 8;

    /* Step through each even bit */
    for( int i = 0; i < bits; i+=2 ) {
        /* Add the mask */
        num += mask;

        /* Shift the 1 over two bits */
        mask = mask << 2;
    }

    return num;
}

在这种情况下,@ Olaf在评论中提到了一个微妙的问题。当我们到达终点时,mask将移位超过整数可以容纳的位数。即使我们当时没有使用它,它也会点击Undefined Behavior的龙,这是编译器做任何想做的事情的许可。

我们需要确保不会发生这种情况,这意味着我们必须编写自己的修改后的for循环。

整数的高位也用于签名,所以我们应该使我们的位掩码成为无符号整数是安全的。

int alternatingBits() {
    int num = 0;
    unsigned int mask = 1;
    const int bits = sizeof(int) * 8;

    /* This does the same as a for loop, but lets us end before incrementing mask */
    int i = 0;
    while( 1 ) {
        num += mask;

        /* increment i and check if we're done before incrementing the mask */
        i += 2;
        if( i >= bits ) {
            break;
        }

        mask = mask << 2;
    }

    return num;
}

现在mask不会溢出,也不必担心签名位。