如何测试是否所有位都已设置或所有位都未设置

How can I test if all bits are set or all bits are not?

本文关键字：设置 何测试 是否 测试      更新时间：2023-10-16

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);    
}
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