使用位运算符的条件答案

【问题标题】：Conditional Using Bitwise Operators使用位运算符的条件
【发布时间】：2010-09-26 16:03:26
【问题描述】：

条件运算符如何用位运算符表示？

这是一个作业问题，我必须仅使用按位运算来实现条件运算符。如果允许if 语句会很简单，但它必须是严格的位运算符。

只能使用运算符!、~、&、^、|、+、>> 和<<。不能使用if 语句或循环。

该函数采用三个整数，其工作方式与普通条件运算符一样。第一个参数被评估为零或非零。如果第一个参数为零，则返回第二个参数。如果第一个参数不为零，则返回第三个参数。

我希望有一个简单的算法来解决这个问题。任何关于从哪里开始的想法都会有很大帮助。

【问题讨论】：

您能说得更具体些吗？这听起来像是一个措辞不好的家庭作业问题。我不知道用另一个操作员“代表”一个操作员是什么意思。
在 C 术语中，术语 条件运算符 表示三元 ?: 运算符。该运算符不是也不能由位运算符以任何有意义的方式表示。如前所述，您的问题几乎没有（如果有的话）意义。请澄清一下。
您的运算符的结果应该如何取决于第一个 int？只是简单的零/非零检查，还是其他？
零/非零检查是我需要做的，但我不能使用任何 if 语句。
抱歉，“不能使用 if 语句”和“只能使用按位运算符”之间有天壤之别。那么，它是什么？

标签： c bit-manipulation

【解决方案1】：

是否允许移位作为按位运算符？是否允许算术运算符？

您的编辑并不完全清楚，但我认为您需要实现等效的

a ? b : c

其中a、b 和c 是整数。这又相当于

a != 0 ? b : c

实现这一点的一种方法是找到一种方法，将a 的非零值转换为仅使用位运算符的全1 位模式。如果我们弄清楚如何做到这一点，剩下的就很容易了。现在，我不会立即记住任何可以做到这一点的巧妙技巧（我相信它们确实存在），而且我不确定哪些运算符是允许的，哪些是不允许的，所以现在我将使用类似

a |= a >> 1; a |= a >> 2; a |= a >> 4; a |= a >> 8; a |= a >> 16;
a |= a << 1; a |= a << 2; a |= a << 4; a |= a << 8; a |= a << 16;

对于 32 位整数类型，如果（且仅当）在原始 a 中设置了至少一个位，上述结果应该导致 a 的所有位都设置为 1。（假设我们正在使用无符号整数，以避免与有符号值移位相关的问题）。同样，我敢肯定，必须有更聪明的方法来做到这一点。例如：a = !a - 1，但不知道!和-是否允许。

一旦我们这样做了，原来的条件运算符就变成了

(a & b) | (~a & c)

完成。

【讨论】：

要制作一个全为位模式，我可以使用：a = !a;一个=〜一个。如果 a 为零怎么办？
@Matt：我不明白。 a = !a; a = ~a 是什么？首先，! 不是位运算符。你能用吗？其次，重点是在全1位模式中将非零a变为非零a保持不变（即全零位模式）。
我没有意识到这会将非零 a 更改为全为位模式，而单独留下零 a。这完美地工作。非常感谢！
@Matt — ~a 不会将非零 a 更改为全一的位模式；相反，它所做的是将0x00000001 映射到0xFFFFFFFE。你想要的是-a，它将0x00000000 映射到0x00000000 并将0x00000001 映射到0xFFFFFFFF。

【解决方案2】：

基本上不是。条件运算符只会计算第二个或第三个操作数中的一个；位运算符总是计算两个操作数。

我认为从位运算符的角度来考虑条件运算符是没有意义的......例如，如果第二个和第三个操作数是指针类型，你就不会想那些按位运算，你会吗？将条件运算符与位运算符分开处理 - 尝试合并它们不会给自己带来任何好处。

【讨论】：

这里必须同意第二段。最好从它们在机器层面所做的事情来考虑它们，而不是试图将它们与另一个相关联。

【解决方案3】：

我认为 OP 正在寻找一种方法来表达通常需要以无分支方式使用条件的事物。例如（假设unsigned x,y,z; 和x 以INT_MAX 为界）：

if (x>2) y+=z;

可以表示为：

y += z & -(2-x >> sizeof(unsigned)*CHAR_BIT-1);

之所以想到这个例子，是因为我曾多次在“无分支二进制排序”中使用它。当要搜索的数组的大小是恒定的时，这允许将搜索循环完全展开为一系列没有分支的操作，并且每步只编译几个操作码。那些反对编写“C 汇编程序”的人可能更喜欢这样写：

y += (x>2) ? z : 0;

并希望编译器生成等效的位掩码或cmov 指令。 :-)

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您指的是三元选择运算符，则可以使用按位运算来表示，但仅在某些情况下（实际上它是在某些情况下使用按位运算的优化）。例如：(getsomevalue() == 1) ? somepointer : NULL; 可以表示为 somepointer & ~((unsigned)(getsomevalue()) - 1); 假设 getsomevalue() 只返回 1 或 0（又名 BOOL）

【讨论】：

【解决方案5】：

在最基本的层面上，它变成了电子产品。见this。对于您的问题，我想不出任何其他应用程序。

【讨论】：