C ++：掩码和解码位

Question

我刚刚遇到了一个我不了解的功能，我想知道您能否向我解释一下。

unsigned long long x(unsigned long long value, int begin, int end)
{
    unsigned long long mask = (1 << (end - begin)) - 1;
    return (value >> begin) & mask;
}

谢谢
uksz

Answer 1

函数的行为是undefined。它应该是

unsigned long long mask = (1ULL << (end - begin)) - 1;

1是一个int文字并且应用比其中的位更多的左移int是未定义的行为。1ULL是一个 unsigned long long 字面量。

一旦修复，它将可靠地只返回范围开始到结束的 0 和 1 位，其他地方都返回 0。

Answer 2

上述功能用作从数字中提取位范围的掩码。它可以分为四个步骤。

第一步：

mask = 1UL << (end - begin)

的<<逻辑移位1到左边由end - begin比特。由于1is 的二进制，因此000001移位3将对应于001000。

第二步：

mask = mask - 1

从上一步开始，我们已经确定，此时的掩码将是一个零序列，然后是一个零，然后是end - begin零个数。减去1该数字将导致end - begin最低有效位为1，其他所有内容均为0。1从我们前面的示例中减去，将得出结果000111。

第三步：

value >> begin

这将在逻辑上将目标编号（我们需要从中提取位的数字）向右移一位begin。由于我们希望这些位在范围内begin to end，因此我们可以在删除之前删除这些位begin。

第四步：

(value >> begin) & mask

对掩码进行按字符与运算将导致begin - end提取移位数的第一位。这是因为0 & x = 0和1 & x = x。

正如Bathsheba在另一个答案中所指出的那样，应注意写1UL以确保要移位的数字是unsigned int。否则，将an移动int更多位int是未定义的行为。1UL是unsigned long long int带值的1。