dte*_*ech 36 c c++ memory read-write bit
假设我有一个二进制值为11111111的字节b
例如,我如何读取从第二位开始的3位整数值或从第五位开始写入4位整数值？
dte*_*ech 108
在我提出这个问题大约2年多后,我想解释一下,当我还是一个完整的新手时,我想要它的解释方式,并且对那些想要理解这个过程的人最有益.
首先,忘记"11111111"示例值,它实际上并不适合于该过程的可视化解释.因此,让初始值为10111011(十进制187),这将更加说明过程.
1 - 如何从第二位开始读取3位值:
___ <- those 3 bits
10111011
值为101或十进制5,有两种可能的方法:
在这种方法中,首先使用值00001110(十进制值14)屏蔽所需的位,然后将其移位到位:
___
10111011 AND
00001110 =
00001010 >> 1 =
___
00000101
这个表达式是: (value & 14) >> 1
这种方法类似,但操作顺序相反,意味着原始值被移位,然后用00000111(7)屏蔽,只留下最后3位:
___
10111011 >> 1
___
01011101 AND
00000111
00000101
这个表达式是: (value >> 1) & 7
两种方法都涉及相同的复杂性,因此性能不会有所不同.
2 - 如何从第二位开始写入3位值:
在这种情况下,初始值是已知的,当代码中出现这种情况时,您可能想出一种方法将已知值设置为另一个使用较少操作的已知值,但实际上这很少是大多数情况下,代码既不知道初始值,也不知道要写入的值.
这意味着为了将新值成功"拼接"到字节中,必须将目标位设置为零,然后将移位的值"拼接"到位,这是第一步:
___
10111011 AND
11110001 (241) =
10110001 (masked original value)
第二步是将我们想要写入的值移位到3位,比如我们要将其从101(5)更改为110(6)
___
00000110 << 1 =
___
00001100 (shifted "splice" value)
第三步也是最后一步是将屏蔽的原始值与移位的"拼接"值拼接:
10110001 OR
00001100 =
___
10111101
整个过程的表达方式是: (value & 241) | (6 << 1)
奖金 - 如何生成读写掩码:
当然,使用二进制到十进制转换器远非优雅,特别是在32位和64位容器的情况下 - 十进制值变得疯狂.可以使用表达式轻松生成掩码,编译器可以在编译期间有效地解析这些表达式:
((1 << fieldLength) - 1) << (fieldIndex - 1)假设第一位的索引为1(非零)(1 << fieldLength) - 1索引在这里不起作用,因为它总是移位到第一位~运算符反转"掩码和移位"掩码表达式它是如何工作的(3比特字段从上面例子的第二位开始)？
00000001 << 3
00001000 - 1
00000111 << 1
00001110 ~ (read mask)
11110001 (write mask)
相同的示例适用于更宽的整数和字段的任意位宽和位置,其中移位和掩码值相应地变化.
另请注意,这些示例假定无符号整数,这是您要使用的整数,以便将整数用作便携式位域替代方案(标准无法保证常规位字段可移动),左右移位插入填充0,右移有符号整数不是这种情况.
更简单:
使用这组宏(但仅限于C++,因为它依赖于成员函数的生成):
#define GETMASK(index, size) (((1 << (size)) - 1) << (index))
#define READFROM(data, index, size) (((data) & GETMASK((index), (size))) >> (index))
#define WRITETO(data, index, size, value) ((data) = ((data) & (~GETMASK((index), (size)))) | ((value) << (index)))
#define FIELD(data, name, index, size) \
inline decltype(data) name() { return READFROM(data, index, size); } \
inline void set_##name(decltype(data) value) { WRITETO(data, index, size, value); }
你可以去做一些简单的事情:
struct A {
uint bitData;
FIELD(bitData, one, 0, 1)
FIELD(bitData, two, 1, 2)
};
并将位字段实现为您可以轻松访问的属性:
A a;
a.set_two(3);
cout << a.two();
替换decltype为gcc的typeofpre-C++ 11.
Geo*_*rey 13
您需要移动并屏蔽该值,例如......
如果你想读取前两位,你只需要像这样掩盖它们:
int value = input & 0x3;
如果你想要偏移它,你需要右移N位,然后屏蔽掉你想要的位:
int value = (intput >> 1) & 0x3;
像你在问题中提到的那样读三位.
int value = (input >> 1) & 0x7;
你必须做一个移位和掩码(AND)操作.设b为任何字节,p为要从中获取n位(> = 1)的位的索引(> = 0 ).
首先,你必须右移b由p倍:
x = b >> p;
其次,你必须用n个掩盖结果:
mask = (1 << n) - 1;
y = x & mask;
您可以将所有内容放在宏中:
#define TAKE_N_BITS_FROM(b, p, n) ((b) >> (p)) & ((1 << (n)) - 1)
只需使用它就可以了：
#define BitVal(data,y) ( (data>>y) & 1) /** Return Data.Y value **/
#define SetBit(data,y) data |= (1 << y) /** Set Data.Y to 1 **/
#define ClearBit(data,y) data &= ~(1 << y) /** Clear Data.Y to 0 **/
#define TogleBit(data,y) (data ^=BitVal(y)) /** Togle Data.Y value **/
#define Togle(data) (data =~data ) /** Togle Data value **/
例如：
uint8_t number = 0x05; //0b00000101
uint8_t bit_2 = BitVal(number,2); // bit_2 = 1
uint8_t bit_1 = BitVal(number,1); // bit_1 = 0
SetBit(number,1); // number = 0x07 => 0b00000111
ClearBit(number,2); // number =0x03 => 0b0000011