检查整数中是不是只设置了一个位（无论其位置如何）

Posted 2023-02-16

【中文标题】检查整数中是不是只设置了一个位（无论其位置如何）

【英文标题】：Check if only one single bit is set within an integer (whatever its position)检查整数中是否只设置了一个位（无论其位置如何）

【发布时间】：2012-11-16 16:10:00

【问题描述】：

我使用 64 位整数中的位存储标志。 我想知道在 64 位整数中的位置是否设置了一个位（即我不关心任何特定位的位置）。

boolean isOneSingleBitSet (long integer64)

   return ....;

我可以使用Bit Twiddling Hacks (by Sean Eron Anderson) 计算位数，但我想知道仅检测是否设置了一个位的最有效方法是什么...

我发现了一些其他相关的问题：

(8051) Check if a single bit is set Detecting single one-bit streams within an integer

还有一些***页面：

Find first one Bit manipulation Hamming weight

注意：我的应用程序是用 java 编写的，但我对使用其他语言的优化感到好奇...

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编辑：Lưu Vĩnh Phúc 指出我的问题中的第一个链接已经得到了答案：请参阅 Bit Twiddling Hacks 中的 Determining if an integer is a power of 2 部分（作者 Sean Eron安德森）。我没有意识到一位与二的幂是一样的。

【问题讨论】：

对于 Java，我会考虑为此目的使用 BitSet 类，它支持方便的 isEmpty() 方法以及许多其他使位标志更易于使用的方法。

它已经在上面链接的 Bit Twiddling Hacks 中：Determining if an integer is a power of 2

哦！谢谢 :-) 我更新了我的问题 :-) 干杯

这能回答你的问题吗？ How to check if a number is a power of 2

【参考方案1】：

如果您只是想检查是否设置了一个位，那么您实际上是在检查该数字是否是 2 的幂。要做到这一点，您可以这样做：

if ((number & (number-1)) == 0) ...

这也将 0 视为 2 的幂，因此如果这很重要，您应该检查数字是否不是 0。那么：

if (number != 0 && (number & (number-1)) == 0) ...

【讨论】：

对不起，我已经测试了你的答案，我有这些结果：0->false (ok) ; 1->true (ok) ; 2->false (KO) ; 3->false (ok) ; 4->false (KO) 5->false (ok) ...请你也检查一下吗？

看看第二个版本，我已经详细说明了检查 != 0 的效果。就我所见，真的很好。

感谢您的编辑，但您的第一行 if ((number & (number-1)) == 0) ... 不检查 number 是否为 2 的幂，正如您在我的测试结果中看到的那样（请参阅我之前的评论）。要检查 number 是否是 2 的幂，您可以执行以下操作：if (number && !(number & (number - 1)) ...（请在您的回答中接受我的编辑）

不是在 Java 中你不能。在 C 中，你写的那行基本上和我写的一样。如果您想要与 C 而不是 Java 相关的答案，请相应地修改并重新标记您的问题。

好的，虽然我确实口头说过你需要进行零检查：你真的无法将其转化为代码吗？？

【参考方案2】：

（使用 x 作为参数）

检测是否设置了至少一位很容易：

return x!=0;

同样检测第一个位（第二个最低位）是否设置很容易：

return (x&2)!=0;

如果它是 2 的幂，则恰好设置了一位。这有效：

return x!=0 && (x & (x-1))==0;

【讨论】：

有什么方法可以检查哪个位在吗？ （在日志旁边）顺便说一句很棒的技巧

@hl3mukkel 您可以使用迭代除法（这只是一种计算整数对数的方法）。如果您正在寻找更快的东西，请查看***.com/q/14429661/499214。使用对数肯定更具可读性，但会出现舍入问题。

谢谢！我发现link 是一种高效且干净的方法。

【参考方案3】：

包装类java.lang.Long有一个静态函数bitCount()，它返回long（64位int）中的位数：

boolean isSingleBitSet(long l)

     return Long.bitCount(l) == 1;

请注意，int 在 java 中是 32 位的。

【讨论】：

将条件更改为 ==1，这将起作用，但严格来说，它几乎肯定不是检测单个位的最有效方法。

你知道这个方法的开销吗？这当然是最易读的解决方案，即使不是最快的。

现在 (>0)，这将检查数字是否非零（感谢 @NeilCoffey 的注意）。

+1 对于这个可读的解决方案。有没有检查整数是否是2的幂的函数？

Jan - 我猜，仅从操作的数量来看，它基本上会比我在回答中提到的通常方法慢几倍。至于可读性，你可以将任何你想要的实现包装在一个名为 isSingleBitSet() 的方法中——我不确定从这个角度来看它有什么不同......

【参考方案4】：

让我们假设 X 是一个 64 位的全 0，除了你要找的那个；

  return ((64bitinteger&X)==X)

【讨论】：

64bitinteger = 0 时返回 true :-(

您的答案中的X 是什么？同64bitinteger?

1010101 如果要检查第 3 位是否为 1 1010101 & 0010000 在此示例中等于 0010000 X=0010000

感谢您的回答，但我正在寻找最有效的方法来了解是否在任何位置设置了单个位...

【参考方案5】：

假设您已经有ffs() 的高效（或硬件）实现 - 找到第一个集合 - 您可以执行以下操作：

bool isOneSingleBitSet (long integer64)

   return (integer64 >> ffs(integer64)) == 0;

ffs() 功能可能已经可用，或者您可能想查看your own link above

【讨论】：

ffs() 在 java 中可用吗？

+1 你的答案是有效的 :-) 但使用 GCC __builtin_ffs() 进行了测试。请告诉我ffs() 在 java 中是否可用...

我不是java开发者！只是对您的问题感兴趣

【参考方案6】：

似乎您可以对要检查的单个位的long 表示进行按位与运算。例如，检查 LSB

return(   (integer64 & 1L)!=0  );

或者检查右数第四位

return(   (integer64 & 8L)!=0  );

【讨论】：

好的...但是您如何检查是否设置了一个位？你检查每个 64 位吗？

使用这个答案中的方法，是的，但我不推荐它。我将最初的问题理解为检查特定位，而不是按预期检查任何单个位。正如您所想，这个问题更有趣，Neil Coffey 和 Jan Dvorak 回答得很好。

感谢@Pursuit。我会改进一下我的问题以便更容易理解;-)