Question

在使用bit时，是否有任何有效的算法允许将位index插入位置uint16_t？我已经尝试在index之后逐位读取，将所有这些位存储到char的数组中，在index处更改位，增加index，然后再次循环，从数组中获取位，但可能有更好的方法吗？所以我知道如何获取，设置，取消设置或切换特定位，但我认为可能有比逐位处理更好的算法。

uint16_t bit_insert(uint16_t word, int bit, int index);
bit_insert(0b0000111111111110, 1, 1); /* must return 0b0100011111111111 */

P.S。解决方案必须是纯ANSI兼容的C.我知道0b前缀可能特定于gcc，但我在这里使用它来使事情变得更加明显。

Answer 1

使用按位运算符：

#define BIT_INSERT(word, bit, index)  \
    (((word) & (~(1U << (index)))) | ((bit) << (index)))

Answer 2

#include <errno.h>
#include <stdint.h>

/* Insert a bit `idx' positions from the right (lsb). */
uint16_t
bit_insert_lsb(uint16_t n, int bit, int idx)
{
    uint16_t lower;

    if (idx > 15) {
        errno = ERANGE;
        return 0U;
    }

    /* Get bits 0 to `idx' inclusive. */
    lower = n & ((1U << (idx + 1)) - 1);

    return ((n & ~lower) | ((!!bit) << idx) | (lower >> 1));
}

/* Insert a bit `idx' positions from the left (msb). */
uint16_t
bit_insert_msb(uint16_t n, int bit, int idx)
{
    uint16_t lower;

    if (idx > 15) {
        errno = ERANGE;
        return 0U;
    }

    /* Get bits 0 to `16 - idx' inclusive. */
    lower = n & ((1U << (15 - idx + 1)) - 1);

    return ((n & ~lower) | ((!!bit) << (15 - idx)) | (lower >> 1));
}

位通常从最右端（最低有效位（lsb）所在的位置）向左计数，其中最高有效位（msb）位于此处。我允许通过创建两个函数从任一侧插入。根据问题，预期的是bit_insert_msb。

这两个函数执行完整性检查，将errno设置为ERANGE，如果idx的值太大，则返回0。我还为_Bool语句中的bit参数提供了一些C99的return行为：0为0，任何其他值为1.如果使用C99编译器，我建议将bit的类型更改为_Bool。然后，您可以直接将(!!bit)替换为bit。

我想说它可以进行优化，但这很可能会让它变得难以理解。

快乐的编码！

Answer 3

如果您正在计算左侧的位

mask = (1 << (16 - index + 1)) - 1;  // all 1s from bit "index" to LSB
// MSB of word (from left to index) | insert bit at index | LSB of word from (index-1)
word = (word & ~mask) | (bit << (16 - index)) | ((word & mask) >> 1);

可能有很多方法更有效，但这种方式很容易理解

将位插入uint16_t

3 个答案: