在C中通过一次操作交换两位？

Question

假设我有一个包含六个未知值的字节:

???1?0??

我想交换第2和第4位(不改变任何?值):

???0?1??

但是如何在C 中的一次操作中执行此操作？

我在微控制器上每秒执行此操作数千次,因此性能是首要任务.

可以"切换"这些位.即使这与交换位不同,切换也可以用于我的目的.

Answer 1

尝试:

x ^= 0x14;

这会切换两个位.当你第一次提到交换然后给出一个切换示例时,这有点不清楚.无论如何,交换位:

x = precomputed_lookup [x];

其中precomputed_lookup是一个256字节的数组,可能是最快的方式,它取决于相对于处理器速度的内存速度.否则,它是:

x = (x & ~0x14) | ((x & 0x10) >> 2) | ((x & 0x04) << 2);

编辑:有关切换位的更多信息.

当xor(^)将两个整数值放在一起时,xor在位级执行,如下所示:

for each (bit in value 1 and value 2)
   result bit = value 1 bit xor value 2 bit

因此,第一个值的第0位与第二个值的第0位xor'ed,第1个第1位的第1位依此类推.xor操作不会影响值中的其他位.实际上,它是许多位上的并行位xor.

查看xor的真值表,你会看到xor'ing有点值'1'有效地切换了这个位.

 a  b a^b
 0  0  0
 0  1  1
 1  0  1
 1  1  0

因此,要切换位1和3,请写入一个二进制数,其中一个位于您希望位切换的位置,而零位则要保持值保持不变:

00001010

转换为十六进制:0x0a.您可以根据需要切换多个位:

0x39 = 00111001

将切换位0,3,4和5

Answer 2

您不能使用bit-fiddling在单个指令中"交换"两个位(即位改变位置,而不是值).

如果你想真正交换它们的最佳方法可能是查找表.这适用于许多"尴尬"的转变.

BYTE lookup[256] = {/* left this to your imagination */};

for (/*all my data values */) 
  newValue = lookup[oldValue];

Answer 3

以下方法不是单个C指令,它只是另一个小巧的方法.通过使用XOR交换单个位简化了该方法.

如Roddy的回答所述,查找表最好.我只是建议你,以防你不想使用它.这也确实会交换位,而不仅仅是切换(也就是说,位2中的任何内容都将在4中,反之亦然).

• b:你的原始值 - ??? 1？0 ?? 例如
• x:只是个温度

• r:结果

  x =((b >> 2)^(b >> 4))&0x01
  r = b ^((x << 2)|(x << 4))

快速解释:获取您想要查看的两个位并对它们进行异或,将值存储到x.通过将此值移回第2位和第4位(以及同时进行"或"运算),您将获得一个掩码,当与其进行异或时b将交换您的两个原始位.下表显示了所有可能的情况.

bit2: 0 1 0 1  
bit4: 0 0 1 1  
x   : 0 1 1 0   <-- Low bit of x only in this case 
r2  : 0 0 1 1  
r4  : 0 1 0 1

我没有对此进行全面测试,但对于少数情况我很快就尝试了它似乎有效.