按位运算符从 32 位获取字节

Question

我有兴趣编写一个函数getMyByteChunkFunction，它接受两个参数 - 一个 32 位整数和一个字节偏移量（0、1、2 或 3），然后返回 32 位整数中的相应字节.例如，给定这个整数：

            (3)         (2)      (1)      (0)   ---byte numbers
int word = 10101010 00001001 11001010 00000101

函数调用getMeByteChunkFunction(word, 2)返回00001001。

但是，我可以使用的位运算符有限。我只能使用>>、<< 和正好一个减法。我知道如何使用 AND 和 XOR 来做到这一点，但我不知道如何在这里使用减法。有什么想法吗？

Answer 1

一个想法如下。假设你有一个像这样的四字节值：

aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc dddddddd

假设您想从中获取字节bbbbbbbb。如果你右移两个字节，你会得到

???????? ???????? aaaaaaaa bbbbbbbb

这个值等于你想要的值，除了它在顶部有???????? ???????? aaaaaaaa（因为我们不确定移位是否保留符号，因为我不知道你的值是否是无符号的与否。）不过，不用担心；我们可以摆脱这些未知值和a 字节。为了摆脱顶部，假设您向右移动另一个字节，给出

???????? ???????? ???????? aaaaaaaa

现在，左移一个字节得到

???????? ???????? aaaaaaaa 00000000

如果你再做这个减法，你会得到

    ???????? ???????? aaaaaaaa bbbbbbbb
-   ???????? ???????? aaaaaaaa 00000000
---------------------------------------
    00000000 00000000 00000000 bbbbbbbb

瞧……你已经得到了你想要的价值！

我将把实际代码留给读者作为练习。不用担心;这不是特别难。 :-)

Answer 2

你可以通过换档来做到这一点。左移去掉左边的位，然后右移去掉右边的位，把想要的字节移到最不重要的位置。

Answer 3

下面的代码也应该回答这个问题。

#include <stdio.h>

int getByte(int x, int n);

void main()
{
    int x = 0xAABBCCDD;
    int n;

    for (n=0; n<=3; n++) {
        printf("byte %d of 0x%X is 0x%X\n",n,x,getByte(x,n));
    }

}

// extract byte n from word x
// bytes numbered from 0 (LSByte) to 3 (MSByte)
int getByte(int x, int n)
{
    return (x >> (n << 3)) & 0xFF;
}

输出是

byte 0 of 0xAABBCCDD is 0xDD
byte 1 of 0xAABBCCDD is 0xCC
byte 2 of 0xAABBCCDD is 0xBB
byte 3 of 0xAABBCCDD is 0xAA

这个概念可以根据templatetypedef的解释来解释，扩展如下。

(3)      (2)      (1)      (0)
aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc dddddddd

{(3),(2),(1),(0)} --> {(3)}
  ???????? ???????? ???????? aaaaaaaa // x>>(3*8) where 3 == n
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF
  -----------------------------------
  00000000 00000000 00000000 aaaaaaaa // (x >> (8 * n)) & 0xFF

{(3),(2),(1),(0)} --> {(2)}
  ???????? ???????? aaaaaaaa bbbbbbbb // x>>(2*8) where 2 == n
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF  
  -----------------------------------
  00000000 00000000 00000000 bbbbbbbb

{(3),(2),(1),(0)} --> {(1)}
  ???????? aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc // x>>(1*8) where 1 == n
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF  
  -----------------------------------
  00000000 00000000 00000000 cccccccc

{(3),(2),(1),(0)} --> {(0)}
  aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc dddddddd // x>>(0*8) where 0 == n
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF  
  -----------------------------------
  00000000 00000000 00000000 dddddddd

Note (x >> (8 * n)) & 0xFF is equivalent to (x >> (n << 3)) & 0xFF.

64 32 16 8 4 2 1 
----------------
0  0  0  0 0 1 1 // (n==3)
0  0  1  1 0 0 0 // (n*8==n<<3==24)
----------------
0  0  0  0 0 1 0 // (n==2)
0  0  1  0 0 0 0 // (n*8==n<<3==16)
----------------
0  0  0  0 0 0 1 // (n==1)
0  0  0  1 0 0 0 // (n*8==n<<3==8)
----------------

Answer 4

result = (word >> (n_byte << 3)) & 0xFF;

Answer 5

对此有一个非常聪明的技巧，我用它来将对象转换为 char 字符串（以流形式传输）：

//WhichByte should really be an enum to avoid issues
//Counts as 0, 1, 2 or 3
//Modify as unsigned or signed char (for return type and pointer type) as needed
#define BYTE_TYPE unsigned char
BYTE_TYPE GetByte(const unsigned int Source, const unsigned char WhichByte)
{
    if(WhichByte < 0){return 0;}
    if(WhichByte >= sizeof(Source)){return 0;}

    //Converts source into the appropriate pointer
    BYTE_TYPE * C_Ptr = (BYTE_TYPE *)&Source;
    return *(C_Ptr+WhichByte);
}
#undef BYTE_TYPE

简而言之，上面将 source 视为 4 个单独的字符（通常只有 1 个字节大小），并且指针允许您将其视为内存部分。您在返回之前取消引用它。

将其用于任何目的（甚至是商业用途）。

压缩格式？

#define GetByte(X,Y) (*(((unsigned char *)&X)+Y))

Answer 6

代码如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    unsigned long n = 0xAA09CA05L; /* 10101010 00001001 11001010 00000101 */
    printf("%08lx\n", n); /* input */
    printf("%02lx\n", ((n<<8)>>24)); /* output */
    return 0;
}

和输出：

aa09ca05
09