如何在 C 中设置/翻转位域答案

【问题标题】：How to set/flip bitfields in C如何在 C 中设置/翻转位域
【发布时间】：2016-11-17 21:05:55
【问题描述】：

我正在尝试将uint64_t 位域全部设置为 0。然后，当我在给定字符串中调用函数时，它与我设置的静态全局数组匹配时，会将位翻转为 1。目前我有以下代码，但由于某种原因，在给它不同的字符串时，它遵循相同的行为。因此，例如，当我输入以下“ABC”字符串时，它应该打印出111000。我将如何获得以下行为。

const size_t SETSIZE = sizeof(uint64_t) << 3;
char key[5] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' }

uint64_t set_encode(char *st) {
    int i, j;
    uint64_t set = 0;
    int length = strlen(st);
    for (i = 0; i < length; i++) {
        for (j = 0; j < 5; j++) {
            if (st[i] == key[j]) {
                printf("%c", st[0]);
                set = set | 1 << (SETSIZE - 1 - i);
            }
        }
    }
    printf("%lu\n", set);
    return set;
}

【问题讨论】：

打印的是什么？我会把 SETSIZE 放在括号中 #define SETSIZE (sizeof uint64_t
代码与位域关系不大。

标签： c bit-fields

【解决方案1】：

Or-ing 用int 编码，而不是用uint64_t 编码

1 <<(SETSIZE-1-i) 导致类型 int。此外，可能是 UB，因为某些班次计数肯定比 int 宽。

// set = set| 1 <<(SETSIZE-1-i);
set |= ((uint64_t) 1) <<(SETSIZE-1-i);

有问题的打印说明符。 "%lu" 可能无法锁定 uint64_t。

#include <inttypes.h>

// printf("%lu\n",set);
printf("%" PRIu64 "\n", set);

// Perhaps print as hexadecimal makes more sense
printf("%" PRIX64 "\n", set);

注意key[] 太小了。

// char key[5] = {'A','B','C','D','E','F'}
char key[5+1] = {'A','B','C','D','E','F'}
// or
char key[] = {'A','B','C','D','E','F'}

为什么要打印st[0]

// printf("%c",st[0]);
printf("%c",st[i]);

即使进行了修复，OP的最终目标也不清楚，也没有得到。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的代码中存在多个问题：

const size_t SETSIZE = sizeof(uint64_t) << 3;

字节可能不是 8 位，您应该使用 const size_t SETSIZE = 64;，因为 uint64_t 类型（如果存在）被定义为精确的 64 位宽，使用 2 的补码表示。

char key[5] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' }

初始化程序有 6 个字符，但显式大小设置为 5。使用char key[] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };。请注意，key 不是 C 字符串，因为初始化程序中不存在 '\0'。另请注意，您在初始化程序的末尾缺少;。

uint64_t set_encode(char *st) {

你不要修改st指向的字符串，使用const char *st

    int i, j;

i 和 j 应定义为 size_t 以与 length 保持一致。

    uint64_t set = 0;
    int length = strlen(st);

返回类型为size_t，因为字符串的长度可能大于int 的范围。在您的特定情况下，它不是基本的，因为该函数仅对最多 64 个字符的字符串有用，您还应该对此进行测试。

    for (i = 0; i < length; i++) {
        for (j = 0; j < 5; j++) {

j 应与sizeof(key) 进行比较。

            if (st[i] == key[j]) {
                printf("%c", st[0]);

您可能想要打印st[i] 而不是st[0]。

                set = set | 1 << (SETSIZE - 1 - i);

使用从最低值到最高值的位可能会更加一致，并且必须将1 强制转换为(uint64_t) 以避免int 上超过 31 个字符的字符串的算术溢出（如果@ 987654351@ 是 32 位宽）：set = set | (uint64_t)1 << i;。但是请注意，即使使用强制转换，对于大于 63 或负数的移位量，移位操作仍然未定义。

            }
        }
    }
    printf("%lu\n", set);

set 不一定是long。您可以将其打印为至少 64 位宽的 unsigned long long：printf("%llu\n", (unsigned long long)set); 或者您可以使用来自<inttypes.h> 的格式说明符：printf("%"PRIu64"\n", set);

    return set;
}

这里是修正版：

const size_t SETSIZE = 64;
char key[] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };

uint64_t set_encode(const char *st) {
    uint64_t set = 0;
    size_t length = strlen(st);

    if (length > SETSIZE) {
        printf("string too long: %zd bytes\n", length);
        length = SETSIZE;
    }

    for (size_t i = 0; i < length; i++) {
        for (size_t j = 0; j < sizeof(key); j++) {
            if (st[i] == key[j]) {
                printf("%c", st[i]);
                set |= (uint64_t)1 << i;
            }
        }
    }
    printf("%llu\n", (unsigned long long)set);
    return set;
}

【讨论】：