Question

练习是：写一个函数setbits（x，p，n，y）返回x，其中n位从位置p开始，设置为y的最右边n位，其他位保持不变。

我尝试解决方案是：

#include <stdio.h>

unsigned setbits(unsigned, int, int, unsigned);

int main(void)
{
    printf("%u\n", setbits(256, 4, 2, 255));
    return 0;
}

unsigned setbits(unsigned x, int p, int n, unsigned y)
{
    return (x >> (p + 1 - n)) | (1 << (n & y));
}

这可能不正确，但我在正确的道路上吗？如果没有，我做错了什么？我不确定为什么我不完全理解这一点，但我花了大约一个小时试图想出这个。

感谢。

Answer 1

这是你的算法：

如果n为0，则返回x。
取1，然后左移n次，然后减去1.请拨打mask。
左移掩码p次调用此mask2。
And x与mask2的反转。 And y带面具，左移p次。
Or这两个操作的结果，并返回该值。

Answer 2

我认为答案是对2.9节中的getbits示例稍加修改的应用程序。

让我们按如下方式分解：

Let bitstring x be 1 0 1 1 0 0
Let bitstring y be 1 0 1 1 1 1

positions -------->5 4 3 2 1 0

设置p = 4 and n =3为我们提供了来自x的位串0 1 1。它从4开始，到2结束，跨越3个元素。

我们想要做的是将0 1 1替换为1 1 1（位串y的最后三个元素）。

让我们暂时忘记左移/右移并按如下方式显示问题：

我们需要从位串y中获取最后三位数，即1 1 1

将1 1 1直接放在bitstring x的4 3 and 2位置下。

将0 1 1替换为1 1 1，同时保持其余位完整...

现在让我们进一步了解一下......

我的第一个陈述是：

We need to grab the last three digits from bitstring y which is 1 1 1

从位串中隔离位的方法是首先从具有全0的位串开始。我们最终得到0 0 0 0 0 0。

0s有这个令人难以置信的属性，其中按位'和'使用另一个数字给我们所有的0和按位'|'用另一个数字给我们回到那个其他数字。

0本身在这里没有用......但它告诉我们如果我们'|' y的最后三位数字为'0'，我们最终会得到1 1 1. y中的其他位在这里并不关心我们，因此我们需要找出一种方法来将这些数字归零，同时保持最后三位完整。实质上我们需要数字0 0 0 1 1 1。

让我们看一下所需的一系列转换：

Start with  ->  0 0 0 0 0 0
apply ~0    ->  1 1 1 1 1 1
lshift by 3 ->  1 1 1 0 0 0 
apply ~     ->  0 0 0 1 1 1
& with y    ->  0 0 0 1 1 1 & 1 0 1 1 1 1 -> 0 0 0 1 1 1

这样我们就可以将最后三位用于设置......

我的第二个陈述是：

将1 1 1直接置于位串x 4的位置4 3和2之下。

可以在第2.9节的getbits示例中找到执行此操作的提示。我们对位置4,3和2的了解可以从值p = 4 and n =3中找到。 p是位置，n是bitset的长度。结果p+1-n给出了最右边位的位集偏移量。在此特定示例中p+1-n = 4 +1-3 = 2。

所以..如果我们在字符串0 0 0 1 1 1上左移2，我们最终得到0 1 1 1 0 0。如果您将此字符串放在x下，您会注意到1 1 1与x的位置4 3 and 2对齐。

我想我终于到了某个地方......我做的最后一句话是......

将0 1 1替换为1 1 1，同时保持其余位完整...

让我们现在回顾一下我们的字符串：

x           ->   1 0 1 1 0 0
isolated y  ->   0 1 1 1 0 0

按位或按这两个值给出了我们在这种情况下所需的内容：

1 1 1 1 0 0

但是如果不是1 1 1而是1 0 1，我们就会x -> bit by bit...1(stays) 0(changes) 1(changes) 1(changes) 0(stays) 0(stays)失败，所以如果我们需要多挖一点来获得我们的“银弹”......

让我们再看一下上面两个字符串......

1 x x x 0 0

理想情况下......我们需要位串Bitwise complement of isolated y -> 1 0 0 0 1 1 & this with x gives us -> 1 0 0 0 0 0 | this with isolated y -> 1 1 1 1 0 0 (TADA!)，其中x将与1交换。这是一个有助于我们的直觉的飞跃......

{{1}}

希望这篇长篇文章能帮助人们理解并解决这些比特掩码问题...

谢谢

Answer 3

请注意，~0 << i会为您提供一个数字，其最低有效i位设置为0，其余位设置为1。同样，~(~0 << i)会为您提供一个数字，其中最不重要的i位设置为1，其余位设置为0。

现在，要解决您的问题：

首先，您需要一个数字，其除n位以外的所有位（位于p的位置设置为x的位。为此，除了从位置1开始的n位之外，您需要一个除p之外的掩码：
1. 此掩码设置了最高（最重要）位，从位置p+1的位开始。
2. 此掩码也设置了最不重要的p+1-n位。
获得上述面具后，&此面具的x会在步骤1中为您提供所需的数字。
现在，您需要一个设置n位y位p+1-n的数字，向左移位n位。
1. 您可以轻松制作仅设置了最低&位的掩码，并y将其设置为y以提取n最不重要的{{1}比特。
2. 然后，您可以将此数字移动p+1-n位。
最后，您可以按位或（|）步骤2和3.2的结果来获取您的号码。

清除泥土？： - ）

（上述方法应该与数字的大小无关，我认为这很重要。）

编辑：查看您的工作：n & y对n位没有任何作用。例如，如果n为8，则需要y的最后8位，但n & y将选择y的第4位（二进制中的8为1000）。所以你知道这不可能是正确的。类似地，右移x p+1-n次为您提供一个数字，其中最重要的p+1-n位设置为零，其余位由{{的最高位组成。 1}}。这不是你想要的。

k＆amp; r与位操作混淆

3 个答案: