Question

我是编程新手，我发现这种方法可以反转C中字节中的位：

//(10000011) -> (11000001)

unsigned char reverse(unsigned char b) {
   b = (b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4;
   b = (b & 0xCC) >> 2 | (b & 0x33) << 2;
   b = (b & 0xAA) >> 1 | (b & 0x55) << 1;
   return b;
}

用户在回复this question时发布，但我无法理解它是如何运作的。这些常数意味着什么？

Answer 1

查看上述数字的二进制表示可能会有所帮助：

0xF0: 11110000
0x0F: 00001111

0xCC: 11001100
0x33: 00110011

0xAA: 10101010
0x55: 01010101

第一对数字用于屏蔽掉并交换一个字节的前4位和后4位。

第二对屏蔽掉并交换一组4位的前2位和后2位。

第三对屏蔽并交换相邻的位对。

Answer 2

代码首先交换＆＃34;半字节＆＃34;，即具有最低有效4位的最高有效4位。然后它将两个顶部订单对交换在一起，并将底部对一起交换;最后，它成对地交换2n和2n + 1位。

我将在尖括号中用它们的指数来表示b这里的原始值的位（这只是我在这里使用的伪符号，不正确C）;我使用o来标记始终为0的任何位。所以一开始我们有

<76543210>

在第一次操作中没有

<76543210> & 0xF0 - ＆gt; <7654oooo>

<76543210> & 0x0F - ＆gt; <oooo3210>

现在前者右移4位，后者左移4，因此我们得到

<7654oooo> >> 4 - ＆gt; <oooo7654>

<oooo3210> << 4 - ＆gt; <3210oooo>

最后这些是或者在一起，因此在声明之后

b = (b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4;

b的值是原始位的排列<32107654>。

在第二个语句中，掩码0xCC为11001100二进制，0x33为00110011二进制;中间值是：

(<32107654> & 0xCC) >> 2 - ＆gt; <32oo76oo> >> 2 - ＆gt; <oo32oo76>;和

(<32107654> & 0x33) << 2 - ＆gt; <oo10oo54> << 2 - ＆gt; <10oo54oo>。

这些2或“一起”将导致排列<10325476>。最后，掩码0xAA为二进制10101010，0x55为01010101。因此我们有

(<10325476> & 0xAA) >> 1 - ＆gt; <1o3o5o7o> >> 1 - ＆gt; <o1o3o5o7>;和

(<10325476> & 0x55) << 1 - ＆gt; <o0o2o4o6> << 1 - ＆gt; <0o2o4o6o>

这些或“一起”将导致排列<01234567>，这与原始排列相反。

Answer 3

所以这只是一点点转移。这些位按以下顺序排列：

76543210

现在，第一行，第一部分保持高位，将低位设置为0（掩码为0b11110000），将它们向右移动4。第二部分对低位（掩码为0b00001111）执行相同操作，并向左移位：

first line, first part:  7654xxxx => xxxx7654 (bits shift to the right)
first line, second part: xxxx3210 => 3210xxxx (bits shift to the left)
add them together:                => 32107654

然后，第二行。相同的操作，不同的掩码（分别为0b11001100和0b00110011），32107654：

second line, first part:  32xx76xx => xx32xx76 (bits shift to the right)
second line, second part: xx10xx54 => 10xx54xx (bits shift to the left)
add them together:                 => 10325476

第三行与其他掩码相同（分别为0b10101010和0b01010101），10325476：

third line, first part:  1x3x5x7x => x1x3x5x7 (bits shift to the right)
third line, second part: x0x2x4x6 => 0x2x4x6x (bits shift to the left)
add them together:                => 01234567

最后，我们最终采取行动：

76543210 => 01234567

Answer 4

让我们对b中的位进行编号，如下所示：

01234567

二进制文件中的

0xF0为11110000，0x0F为00001111。第一个赋值将最左边的4位向右移动，最右边的4位向左移动，然后将它们与OR组合，结果是：

45670123

0xCC为11001100，0x33为00110011。当这些屏蔽位移位2位并组合时，结果为：

67452301

最后，0xAA为10101010，0x55为01010101。完成这些掩码和移位后，结果为：

76543210

瞧！这是相反的顺序。

注意，对于每对移位，位掩码是彼此相反的，并且移位的位数与掩码中1位序列的长度相同。因此，它们中的每一个都交换了一组大小为序列长度的位。

Answer 5

您需要了解4个主要内容才能理解上述代码的含义。

& (AND) Bitwise Operator.
| (OR) Bitwise Operator.
>> (Right Shift Operator).
<< (Left Shift Operator).

幸运的是，我刚写了一篇详细的博客，解释了Number System and Bit Manipulation

这个位在一个字节中的恢复如何工作？

5 个答案: