在 C 中使用位运算符获取位值

Question

我正在用 C 编写程序，比较两个字节的数据，然后查看字节是否不同，如果不同，在哪些位。

这是我目前拥有的：

int var1 = 81;  //Binary: 0101 0001
int var2 = 193; //Binary: 1100 0001
int diff = var1 ^ var2; //diff = 1001 0000 / 144

基本上我知道如何使用 XOR 按位运算符来查看两个变量之间哪些位不同，但是从这里我不知道如何使用 diff 来找出哪些位是不同的。例如，在我上面的代码中，我想使用 diff 来输出 "Bit 5 and Bit 8 are different".

Answer 1

您可以使用 for loop 来理解这个想法，并使按位 AND 与 1 适当左移以获得设置的位位置

for(size_t i = 0; i < sizeof(int)*8; i++){
  if( diff & (1U << i))
    printf("%zu is different\n",i+1);
}

Answer 2

要获得 different bits 位置，假设您有 4 byte 个整数

for(int bit_index  = sizeof(diff) - 1; bit_index >= 0;bit_index-- ) {
 if((diff >> bit_index & 1) == 1 ){ /* if particular bit is 1, that bit_index value you can use */ 
  printf("[%d] bit is different or 1 \n",bit_index);
}

Answer 3

使用unsigned int代替int；那么你可以使用

for (unsigned int pos = 0; diff; ++pos) {
     if (diff & 1)
         printf("difference in pos %u\n", pos);
     diff >>= 1;
}

或

while (diff) {
    int pos = ffs(diff);
    printf("difference in pos %d\n", pos);

    diff &= ~(1u << pos);
}

Answer 4

在进行位操作时，开始 unsigned 类型要容易得多。

由于询问了跨各种平台的解决方案，甚至是不常见的解决方案：

使用int:

当 int diff 为负数时，转换为 unsigned（通过使用 unsigned 进行掩码）可能其位模式。

一个 int 每个 "byte" 可能有超过 8 位。降低 sizeof(int)*8.

的正确性

各种整数类型可能有填充（很少见）。降低 sizeof(int)*CHAR_BIT.

的正确性

// OP wants to report first bit index as 1.  0 is more common.
#define BIT_REPORT_OFFSET 0

int bit_position = 0;
int mask;
do {
  mask = 1 << bit_position;
  if (diff & mask) {
    printf("Bit %d\n", bit_position + BIT_REPORT_OFFSET);
  }
  bit_position++;
} while (mask < INT_MAX/2);

if (diff < 0) {
  printf("Bit %d\n", bit_position + BIT_REPORT_OFFSET);
}

为了获得最大的可移植性，避免更改类型、更改 diff 的值并使用 <limits.h> 中的常量而不是计算它们。

在 C 中使用位运算符获取位值

Using Bitwise Operators to get Bit Values in C

c

bitwise-operators