了解 C 中的 unsigned char 左旋转

Question

我需要使用 C 将 unsigned char 数组左旋转 1。我在互联网上发现了以下代码，我很难理解。我从没想过它会这么复杂（至少对我来说是这样）。有人可以帮我理解这里的代码到底发生了什么吗？

/* accept an unsigned char array, with size and rotate it left by one 1 position*/

static void rotate_left( unsigned char * input, int size)
{
    int i, carry_back= 0;

    if(input[size-1] & (1<<(CHAR_BIT - 1)))
    {
        carry_back = 1;
    }

    for(i= size-1; i>=0; i--)
    {
        unsigned char carry = 0;

        if(i!= 0 && (input[i-1] & (1<<(CHAR_BIT - 1))))
        {
            carry = 1;
        }
        input[i] <<= 1;
        input[i] |= carry;

    }

    if(carry_back == 1)
    {
        input[0] |= 0x01;
    }

}

Answer 1

此代码将大小为size 的无符号chars 的序列左移一位，由input 指针表示。该序列从后到前排列，如little endian 系统。

为了做到这一点，您从序列的后面开始，向左工作，每次提取最高有效位以移位或“进位”到先前的unsigned char。最高有效位的提取是使用以下公式完成的：input[i] & (1<<(CHAR_BIT - 1)) 这相当于通过使用按位 & 运算符“屏蔽”该位来检查该位。每个单独的unsigned char 也被左移，其最高有效位被删除。

作为最后一步，算法将最后一个unsigned char 的最高有效位（以carry_back 表示）推入初始unsigned char 的最低有效位，从而完成轮换。

我们为什么要在i!=0 && (input[i-1] & (1<<CHAR_BIT -1))) 中检查input[i-1]？

因为顺序是这样排列的，位置i左侧的下一个unsigned char位于位置i+1，所以i-1实际上是位置i的右侧。

为什么我们要在 input[i] 和最后的进位之间做 OR？

我们这样做是为了完成旋转，使移位循环。