Question

考虑下面的代码，在一个字节中交换半字节：

#include <stdio.h>

unsigned char swapNibbles(unsigned char x)
{
    return ( (x & 0x0F)<<4 | (x & 0xF0)>>4 );
}

int main()
{
    unsigned char x = 100;
    printf("%u", swapNibbles(x));
    return 0;
}

为什么需要使用0x0F和0xF0？相反，我可以写

return ((x<<4) | (x>>4));

我已经开始搜索它了，人们似乎说它不能用负数运算，因为它会用右移的数字填充数字然而用0xF0并不会使数字为正数？我错过了什么？

Answer 1

没有anding，你的例子就完全没问题。

如果swapNibbles有signed char参数，那么人们可能会认为anding是用来修复表达式的。但是，让我们分析表达式：

(x&0x0f)<<4：如果x为负数，则x&0x0f表达式变为非负值，结果符合int / unsigned int（x的类型1}}升级），所以可以执行转移
(x&0xf0)>>4：如果x为负数，那么x&0xf0也是负数，因此转换是实现定义的。例如，在x86上，这将复制符号位 - ＆gt;不是我们想要的。在这种情况下，更好的表达式是(x>>4)&0xf（仍然是实现定义，但适用于x86）

因此，此表达式具有signed char的实现定义行为，这种行为不是我们想要的x86。

最好将signed char转换为unsigned char，并对无符号值执行shift。

注意：我假设signed char存储在双补码中，而char是8位（这在问题中暗示，因为我们谈论的是4位半字节这里）。

Answer 2

两个变体是100％等效的。 gcc和clang都能够将每个代码段转换为简单的rol指令，并将它们编译为相同的汇编代码（当然可以进行优化）

unsigned char swapNibbles(unsigned char x)
{
    return (x & 0x0F)<<4 | (x & 0xF0)>>4;
}

unsigned char swapNibbles2(unsigned char x)
{
    return  x << 4 | x >>4 ;
}

swapNibbles(unsigned char):                       # @swapNibbles(unsigned char)
        mov     eax, edi
        rol     al, 4
        ret
swapNibbles2(unsigned char):                      # @swapNibbles2(unsigned char)
        mov     eax, edi
        rol     al, 4
        ret

交换一个字节中的半字节

2 个答案: