按位操作出现问题

Trouble with bitwise manipulation

本文关键字：问题 位操作      更新时间：2023-10-16

好的，伙计们，我知道我想做什么，但我不知道它是否已经存在（作为一个函数或理论上）或如何表达它，所以我需要你的帮助：

  • 假设我们有一个二进制数：（msb） 10101110 （lsb）
  • 从位 X 开始，一旦遇到第一个零位，我想将所有其他位（向左）归零。
  • 尽可能快地做到这一点，所需的操作次数和 CPU 周期绝对最少

一个例子：

    数字 = 10101110，起始位置 = 1（
  • 位置 1 处的位 = 1）
  • 位置++ - 位 2 = 1，继续前进
  • 位置++ - 位置 3 = 1 处的位，继续前进
  • 位置++ - 位在位置 4 = 0，哎呀...零遇到...现在，一切都必须归零。

因此，我们的虚函数 CROPLEFT（X，POS） 的最终结果，其中 X=10101110，POS=1，将返回00001110 。

有什么想法吗？

小菜一碟。

y = ~x;    // We like working with 1's, not 0's.
y &= -y;   // Mask off all but the lowest-set bit
x &= y-1;  // Make a mask for the bits below that and apply it.

并添加了位置参数：

y = ~x & -1U<<pos; // Change 1U to a larger type if needed.
y &= -y;
x &= y-1;

关键要素是第二行，并且您可以通过应用逻辑和反对-y来仅用其最低设置位替换值y。可悲的是，除非你有特殊的CPU指令，否则没有这样的运气来获得最高设置的位，所以你很幸运你的问题要求最低。

好吧，到底是什么：

return x & ((x ^ (x + (1UL << POS))) | ((1UL << POS) - 1))

值得一提的是，它们都用gcc-4.7 -O3编译。左边，右边是我的：（两者都使用无符号的长和1UL）

        .p2align 4,,15                          .p2align 4,,15
        .globl  zapleft                         .globl  zapleft2
        .type   zapleft, @function              .type   zapleft2, @function
zapleft:                                zapleft2:           
.LFB0:                                  .LFB1:
        .cfi_startproc                          .cfi_startproc
        movl    %esi, %ecx                      movl    %esi, %ecx
        movq    %rdi, %rax                      movl    $1, %edx
        movq    $-1, %rdx                       salq    %cl, %rdx
        salq    %cl, %rdx                       leaq    (%rdx,%rdi), %rax
        notq    %rax                            subq    $1, %rdx
        andq    %rax, %rdx                      xorq    %rdi, %rax
        movq    %rdx, %rax                      orq     %rdx, %rax
        negq    %rax                            andq    %rdi, %rax
        andq    %rdx, %rax                      ret
        subq    $1, %rax                        .cfi_endproc
        andq    %rdi, %rax              .LFE1:
        ret                             .size   zapleft2, .-zapleft2
        .cfi_endproc
.LFE0:
        .size   zapleft, .-zapleft

CROPLEFT(int X,int POS) {
    int mask = 1 << POS;
    while (X & mask)
        mask <<= 1;
    return (X & (mask - 1));
}
将

尾随的零替换为 1：

x = x | (x-1);

将尾随的 1 替换为零：

x = x & (x+1);

编辑：哎呀，看来我误读了这个问题，上面的代码将正确的位归零，而不是左位！

要将左位归零，我们需要一个最终的 XOR 操作：

y = x | (x-1);
y = y & (y+1);
y = x ^ y;

编辑 2 关于起始位置 POS

我们只需要在第一步中将最右侧的POS位归零即可。

y = x & (-1U<<pos);
y = y | (y-1);
y = y & (y+1);
y = x ^ y;

编辑 3 上面的解决方案忽略第一组零，如果它们在 POS 上遇到。
如果这不能回答问题，那么代码会更短，但非常像现在的 rci 代码：

y = x | ((1U<<pos)-1); // fill trailing positions with ones
y = y & (y+1);         // replace trailing ones by zeroes
y = x ^ y;             // modify leading bits rather than trailing ones
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