使用逐位运算符如何测试整数的n个最低有效位是全集还是全非集。
例如,if n = 3
我只关心3个最低有效位,对于0和7,测试应返回true,对于0到7之间的所有其他值,应返回false。
我当然可以做if x = 0 or x = 7
,但我更喜欢使用逐位运算符。
如果该技术能够考虑到掩码定义的所有位,则可获得加分。
澄清:
如果我想测试比特一或比特二是否被设置,我可以设置为if ((x & 1 != 0) && (x & 2 != 0))
。但我可以做"更高效"的if ((x & 3) != 0)
。
我正试图找到一个这样的"破解"来回答"所有与这个掩码匹配的x比特都设置好了还是都未设置?"
简单的方法是if ((x & mask) == 0 || (x & mask) == mask)
。我想找到一种在没有||运算符的情况下在单个测试中实现这一点的方法。
使用逐位运算符,我如何测试整数的n个最低有效位是全集还是全非集。
要获得最后一个n
有效位的掩码,即
(1ULL << n) - 1
因此,简单的测试是:
bool test_all_or_none(uint64_t val, uint64_t n)
{
uint64_t mask = (1ULL << n) - 1;
val &= mask;
return val == mask || val == 0;
}
如果您想避免||
,我们将不得不利用整数溢出。对于我们想要的情况,在&
之后,val
是0
或(假设n=8)0xff
。所以val - 1
是0xffffffffffffffff
或者0xfe
。故障原因是1
到0xfe
,它们变为0
到0xfd
。因此,成功案例至少调用0xfe
,即mask - 1
:
bool test_all_or_none(uint64_t val, uint64_t n)
{
uint64_t mask = (1ULL << n) - 1;
val &= mask;
return (val - 1) >= (mask - 1);
}
我们也可以通过加1而不是减1来进行测试,这可能是最好的解决方案(这里,一旦我们向val
加1,对于我们的成功案例,val & mask
应该变成0
或1
):
bool test_all_or_none(uint64_t val, uint64_t n)
{
uint64_t mask = (1ULL << n) - 1;
return ((val + 1) & mask) <= 1;
}
对于任意掩码,减法的作用原因与它在特定掩码情况下的作用原因相同:0
翻转为最大可能值:
bool test_all_or_none(uint64_t val, uint64_t mask)
{
return ((val & mask) - 1) >= (mask - 1);
}
怎么样?
int mask = (1<<n)-1;
if ((x&mask)==mask || (x&mask)==0) { /*do whatever*/ }
唯一真正棘手的部分是掩码的计算。它基本上只是将1移到0b0...0100...0
上,然后减去1使其成为0b0...0011...1
。
也许你可以澄清一下你想要测试什么?
以下是您想要在一个函数中执行的操作(未经测试,但您应该了解这个想法)。如果最后n个位未设置,则返回0;如果所有位都设置了,则返回1;否则返回-1。
int lastBitsSet(int num, int n){
int mask = (1 << n) - 1; //n 1-s
if (!(num & mask)) //we got all 0-s
return 0;
if (!(~num & mask)) //we got all 1-s
return 1;
else
return -1;
}
要测试是否全部都未设置,只需要屏蔽所需的位,然后只需要与零进行比较。
当你通过反转输入来定义opsite函数时,乐趣就开始了:)
//Test if the n least significant bits arent set:
char n_least_arent_set(unsigned int n, unsigned int value){
unsigned int mask = pow(2, n) - 1; // e. g. 2^3 - 1 = b111
int masked_value = value & mask;
return masked_value == 0; // if all are zero, the mask operation returns a full-zero.
}
//test if the n least significant bits are set:
char n_least_are_set(unsigned int n, unsigned int value){
unsigned int rev_value = ~value;
return n_least_arent_set(n, rev_value);
}