在无符号 32 位整数中查找位位置

Posted 2023-02-19

【中文标题】在无符号 32 位整数中查找位位置

【英文标题】：Finding Bit Positions in an unsigned 32-bit integer

【发布时间】：2011-03-09 17:50:30

【问题描述】：

当他们谈论位位置时，我想我可能已经在我的 CS 课上睡着了，所以我希望有人能伸出援手。

我有一个无符号的 32 位整数（让我们使用值：28）

根据我正在阅读的一些文档，整数的值包含指定各种事物的标志。

标志中的位位置从 1（低位）到 32（高位）编号。 所有未定义的标志位都是保留的，必须设置为 0。

我有一个表格，显示标志的含义，数字 1-10 的含义。

我希望有人可以尝试向我解释这一切的含义以及如何根据位位置从 28 之类的数字中找到“标志”值。

谢谢

【参考方案1】：

假设您有一个整数数组，并且您想要找到所有位置（32 位位置），这些位被集体设置，即对于特定位位置，您将通过考虑总共有多少设置位所有的整数。在这种情况下，您可以做的是检查每个 Integer 并标记其设置位位置：

// let arr[n] is an array of integers of size n.
int fq[33] = 0 // frequency array that will contain frequency of set bits at a particular position as 1 based indexing.
for(int i=0; i<n; i++) 
   int x = arr[i];
   int pos = 1; // bit position
   for(int i=1; i<=pow(2,32); i= i<<1)   // i is the bit mask for checking every position and will go till 2^32 because x is an integer.
      if(x & i) fq[pos]++;
      pos++;
   

【参考方案2】：

// You can check the bit set positions of 32 bit integer.
// That's why the check is added "i != 0 && i <= val" to iterate till 
// the end bit position.
    void find_bit_pos(unsigned int val) 
            unsigned int i;
            int bit_pos;
            printf("%u::\n", val);
            for(i = 1, bit_pos = 1; i != 0 && i <= val; i <<= 1, bit_pos++)  
                    if(val & i)
                            printf("set bit pos: %d\n", bit_pos);
            
    

【参考方案3】：

@invaliddata 的回答略有不同-

unsigned int tmp_bitmap = x;        
while (tmp_bitmap > 0) 
    int next_psn = __builtin_ffs(tmp_bitmap) - 1;
    tmp_bitmap &= (tmp_bitmap-1);
    printf("Flag: %d set\n", next_psn);

【参考方案4】：

使用以 2 为底的 log 函数。在 python 中，它看起来像：

import math 

position = math.log(value, 2)

如果位置不是整数，则超过 1 位被设置为 1。

【参考方案5】：

您可以只遍历设置的位，而不是循环遍历每个位，如果您希望位被稀疏设置，这会更快：

假设位域在（标量整数）变量域中。

while (field)
  temp = field & -field;  //extract least significant bit on a 2s complement machine
  field ^= temp;  // toggle the bit off
  //now you could have a switch statement or bunch of conditionals to test temp
  //or get the index of the bit and index into a jump table, etc.

当位域不限于单个数据类型的大小，而是可以是任意大小时，效果很好。在这种情况下，您可以一次提取 32 个（或任何您的寄存器大小）位，针对 0 进行测试，然后继续下一个字。

【参考方案6】：

28 转换为二进制的 11100。这意味着第 1 位和第 2 位未设置，而第 3、4 和 5 位已设置。

几点：首先，任何真正习惯 C 的人通常都会从 0 开始编号，而不是 1。其次，您可以使用按位和运算符 (&) 测试各个标志，如下所示：

#define flag1 1    //  1 = 00 0001
#define flag2 2    //  2 = 00 0010
#define flag3 4    //  4 = 00 0100
#define flag4 8    //  8 = 00 1000
#define flag5 16   // 16 = 01 0000
#define flag6 32   // 32 = 10 0000

if (myvalue & flag1)
    // flag1 was set

if (myvalue & flag4)
    // flag4 was set

等等。您还可以检查循环中设置了哪些位：

#include <stdio.h>

int main()  
    int myvalue = 28;
    int i, iter;

    for (i=1, iter=1; i<256; i<<=1, iter++)
        if (myvalue & i)
            printf("Flag: %d set\n", iter);
    return 0;

应该打印：

Flag: 3 set
Flag: 4 set
Flag: 5 set

【讨论】：

杰里，你关于二进制值的第一部分是有道理的，但是我对你发布的代码有点困惑......你也有 flag1、flag2 等项目指的是什么？当我输入你所拥有的东西时，我会得到设置了 4 和 8 的输出。不确定这是指什么，因为上面我们说设置了第 3、4 和 5 位

@kdbdallas：我在代码中添加了一些 cmets，希望使标志的含义更加明显。

【参考方案7】：

要获得一个带有值0 或1 的int 仅代表该整数中的nth 位，请使用：

int bitN = (value >> n) & 1;

但这通常不是您想要做的。一个更常见的成语是这样的：

int bitN = value & (1 << n);

在这种情况下，如果nth 位未设置，bitN 将为0，而在nth 位设置的情况下为非零。 （具体来说，只要设置了nth 位，就会出现任何值。）

【参考方案8】：

假设flags 未签名...

int flag_num = 1;
while (flags != 0)

    if ((flags&1) != 0)
    
        printf("Flag %d set\n", flags);
    
    flags >>= 1;
    flag_num += 1;

如果flags 已签名，则应替换

flags >>= 1;

与

flags = (flags >> 1) & 0x7fffffff;