在 C 中设置位域

Question

我正在尝试编写一个将位字段设置为某个值的函数。函数是int setField(int old, int hi, int lo, int new)。我需要它从旧值中获取位范围（lo 到hi）并用新值替换它们。替换位范围后，函数必须返回新值（十进制）。

int setField (int oldValue, int hi, int lo, int newValue) 
{
    int old = (oldValue >> lo) & ( (1 << hi) - 1);

    int i;
    for(i = lo;i<=hi;i++)
    {
    int a = getBit(newValue,i);
    if(a == 1)
      setBit(newValue,i);
    if(a == 0)
      clearBit(newValue,i);
    }
    return newValue;
}

这里是clearbit和setbit的代码

int setBit (int value, int position)
{
     int a = (1<<position);

     return (value | a);
}

int clearBit (int value, int position)
{
    int a = (1 << position);

    return (value & (~(a)) );
}

我在返回新值时遇到问题（在位被修改后）任何帮助将不胜感激。

这里也是getBit的代码

int getBit (int value, int position)
{
    int a = (1<<position);
    if( (value & a) == 0)
      return 0;
    else if( (value & a) != 0)
      return 1;
}

Answer 1

有一种无需循环的简单方法：

uint32_t setField(uint32_t old, int hi, int lo, uint32_t new)
{
    uint32_t mask = -(2 << hi) ^ -(1 << lo);
    return (old & ~mask) | (new & mask);
}

这里用于mask 的构造会生成一个掩码，例如0b000..00011111000 表示 hi=7，lo=4。

此处使用否定来创建掩码，因为对单个位集整数（如1 << lo）求反会导致具有相同位集的值以及所有更高位。例如：

  1 << 4  =  16 = 0b000…0010000
-(1 << 4) = -16 = 0b111…1110000

对两个这样的掩码进行异或运算会产生一个值，其中设置了两个掩码不同的位范围。

请注意，这假设您想用new 中的相应范围替换位范围。如果您真的想从new 中的最低位开始，请将最后一行中的new 替换为(new << lo)。

Answer 2

您需要在返回之前捕获结果并使用它来分配变量：

newValue = clearBit(newValue,i);

Answer 3

您需要在对setBit 或clearBit 的调用中使用oldValue，并将结果分配回oldValue。

int setField (int oldValue, int hi, int lo, int newValue) 
{
    int i;
    for(i = lo;i<=hi;i++)
    {
      int a = getBit(newValue,i);
      if(a == 1) {
        oldValue = setBit(oldValue,i);
      } else {
        oldValue = clearBit(oldValue,i);
      }
    }
    return oldValue;
}

也不需要显式测试a == 0，只需使用else 子句即可。