将位分配给 64 位变量答案

【问题标题】：Assigning bits to a 64-bit variable将位分配给 64 位变量
【发布时间】：2014-06-12 19:27:11
【问题描述】：

我对位操作有点陌生。我正在尝试将信息存储在 int64_t 变量中，如下所示：

int64_t u = 0;

for(i=0;i<44;i++)
   u |= 1 << i;

for(;i<64;i++)
   u |= 0 << i;

int t = __builtin_popcountl(u);

我的意图是将 44 个 1 存储在变量 u 中，并确保剩余位置均为 0，因此“t”返回 44。但是，它始终返回 64。对于其他变量，例如int32，它也失败了。为什么？

【问题讨论】：

虽然第二个循环不会造成任何麻烦（那是因为它根本没有用处），u |= 0 << i; 不是清除（设置为零）@987654323 的正确方法@th 位。您应该执行类似u &= ~(1 << i); 的操作来清除u 的ith 位。 1 << i 将1 向左移动i，然后~ 将反转整个事情。 anding 将清除 0 所在的位，这将是 ith 位，1 在反转之前。
在第二个循环中，任何 | 0 都只是原始值。即，无论i 的值如何，u |= 0 << i 使u 完全不变。
在这种情况下，第一个循环会自行解决问题，不是吗？
u = (1u << 44) -1;（你不需要循环）
不，IIRC 你不需要 sizecast 1u 或 1ul 或 1ull 常量。（也许如果它们超过本机机器寄存器大小）。无论如何，u = (1ull << 44) -1; 可以。 @KeithThomson 下面有正确答案。

【解决方案1】：

表达式的类型通常由表达式本身决定，而不是由它出现的上下文决定。

您的变量 u 是 int64_t 类型（顺便说一下，uint64_t 会更好，因为您正在执行按位运算）。

在这一行：

u |= 1 << i;

因为1 是int 类型，1 << i 也是int 类型。如果像典型的那样，int 是 32 位，那么对于较大的 i 值，这具有未定义的行为。

如果您将此行更改为：

u |= (uint64_t)1 << i;

它应该做你想做的。

您也可以将1 更改为1ULL。这给了它unsigned long long 的类型，保证至少为64 位，但不一定与uint64_t 的类型相同。

【讨论】：

你的建议给了我 t=6;
@a3mlord：我得到 44：gist.github.com/Keith-S-Thompson/d7260611080f74fab130
@a3mlord：啊！那是一个错字，现在更正了。对造成的混乱深表歉意。
我认为标准所预见的产生正确常量的方式是UINT64_C(1)。
无需道歉，感谢您的帮助；顺便说一句，我想出了：uint64_t u = 0; uint64_t b = 1; for(i=0;i<44;i++){ u = u|b; b = b<<1; } 在执行时间方面最有效的方法是什么？

【解决方案2】：

__builtin_popcountl 将 unsigned long 作为其参数，它并不总是 64 位整数。我个人使用__builtin_popcountll，这需要很长时间。看来你不是这种情况
默认情况下，整数的类型为“int”，通过将 int 移动任何大于或等于 32 的值（准确地说，int 的大小以位为单位），您会得到未定义的行为。正确用法：u |= 1LL
与零进行或运算什么都不做。您不能只将位设置为特定值，您应该使用掩码 OR（如果要将某些位设置为 1）或与掩码的否定（如果要将某些位设置为 0）进行与，否定是通过蒂尔达 (~)。

【讨论】：

“整数默认类型为int”。这并不正确。整数 objects 具有它们被声明为具有的任何类型。整数 表达式 具有依赖于表达式的类型；没有默认值。这里的问题是常量1 的类型为int。无后缀十进制整数常量的类型是int、long int 或long long int 中可以表示其值的第一个。（在 C90 中，列表为 int、long int、unsigned long int；在 C99 中发生了变化。）

【解决方案3】：

当您移入 32 位整数的高位并转换为 64 位时，符号位将延伸到高 32 位；然后您将设置所有 64 位，因为 默认情况下，您的文字 '1' 是有符号的 32 位 int。移位也不会影响高 32 位，因为该值只有 32 位；但是，当被转换的值为负时，将转换为 64 位。

这可以通过编写你的第一个循环来解决：

for(i=0;i<44;i++)
   u |= (int64_t)1 << i;

此外，这个循环什么也不做，因为与 0 的 ORing 不会改变值：

for(;i<64;i++)
   u |= 0 << i;

【讨论】：