如何从C中的数字中提取特定位？答案

【问题标题】：How to extract specific bits from a number in C?如何从C中的数字中提取特定位？
【发布时间】：2012-04-10 14:05:27
【问题描述】：

我需要在 C 中提取 short 数据类型的特定部分（位数）。

例如，我有一个二进制 52504 作为 11001101000 11000，我想要前 6 位（FROM LSB --> MSB 即 011000 十进制 24）位和其余 10 位（11001101000 十进制 820）。

同样，我希望这个函数过于笼统，无法提取给定“开始”和“结束”的特定位数（即与一些十进制值等效的位块）。

我查看了其他帖子，但这些帖子没有帮助，因为给定的功能并没有太笼统。

我需要适用于 C 的 short 数据类型的东西。

编辑

我有一个大小为 2048 字节的短数组。其中每个像素为 10 位。所以我的 16 位由每个字节组成，有时占用 2 个像素数据，有时是 3 个像素数据。

喜欢

（像素：0,1） 10 位 + 6 位

然后（像素：1,2,3） 4 BITS（第一个像素剩余位）+ 10 BITS + 2 BITS。

等等……这种模式还在继续…… 所以，我只想提取每个像素并制作一个完整的数组，让每个像素完全占据整个字节（16位），比如...... 1 个字节应包含 1 个 DATA PIXEL，另一个 BYTE 应包含整个 16 位的其他 PIXEL 值，依此类推。

【问题讨论】：

只屏蔽你想要的，即num & 0000000000111111，或者如果你想要另一端(num & 1111111111000000) >> 6
@hexa：你可能是对的，但这个问题是一个建设性的问题。该怎么办...？怎么办……？
你能把这个问题说得更具体一点吗？首先你说你想把这两个数字分成两部分，然后你说你想指定一个开始和结束，这是否意味着你想要三个数字？顶部、中间和底部？
实际上我正在处理 2048 大小的巨大数组，其中包含从相机拍摄的图像的某些像素的特定值。看看编辑
C 类型不保证大小。 short 可能有 18 位或 32 位或任何符合 C 标准的值。你需要指定一个具体的大小，或者使用 uint8_t 等大小的 int...

标签： c bit-manipulation bit bit-shift

【解决方案1】：

您需要了解两个构建块才能自己构建它：

获取N 最低有效位需要构造一个位掩码，末尾带有N。你这样做：((1 << N)-1)。 1 << N 是 2 ^ N：它在 N+1st 位置有一个 1，后面是全零。减去一个即可得到所需的掩码。
删除M 最低有效位是一个简单的右移：k >> M

现在，您从M 剪切到N 的算法变成了一个两步过程：将原始值M 向右移动位，然后使用掩码按位执行AND N-M 个。

#define LAST(k,n) ((k) & ((1<<(n))-1))
#define MID(k,m,n) LAST((k)>>(m),((n)-(m)))

int main() {
    int a = 0xdeadbeef;
    printf("%x\n",  MID(a,4,16));
    return 0;
}

此片段将位从 4（含）剪切到 16（独占），并在运行时打印 bee。位从零开始编号。

【讨论】：

【解决方案2】：

unsigned short extract(unsigned short value, int begin, int end)
{
    unsigned short mask = (1 << (end - begin)) - 1;
    return (value >> begin) & mask;
}

注意[begin, end) 是半开区间。

【讨论】：

【解决方案3】：

可以这样做：

mask = ~(~0 << (end - start + 1));
value = (n >> start) & mask;

其中n 是原始整数，value 是提取的位。

mask 是这样构造的：

1. ~0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
2. ~0 << (end - start + 1) = 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000
   // assuming we are extracting 14 bits, the +1 is added for inclusive selection
   // ensure that end >= start
3. ~(~0 << (end - start + 1)) = 0000 0000 0000 0000 0011 1111 1111 1111

现在n 右移start 位以将所需位对齐到左侧。然后按位 AND 给出结果。

【讨论】：

返回错误值..例如..我没有 150 并且它的二进制是 0000000010010110 ..我需要从开始（2--5）位..他们总结为 22 。但这根本不起作用。
@Usman 22 是最右边的 5 位...你做对了吗？
是的，当然，要么你选择前 5 位，要么从第 2 位开始到第 6 位，正如我之前所说的那样......它最多计数 22。所以，我给了 start = 1 和 end = 5 或者你可以给它 end = 6...它必须是 22。但它不返回 22，而是在 start = 1 和 end = 5 时返回 11。
我不明白..我只需要二进制位的特定部分..我想我已经编辑了帖子以使其更清楚..:-)
@Usman 但是位 2 到 5 怎么会变成 22？我也不明白这一点。第 2 到 5 位是0101，对吧？ 0000000010[0101]10

【解决方案4】：

//To get value from specific position 'pos' to 'pos+offset' in number 'value'

#define bitGet(value, offset, pos) (((1ull << offset) - 1) & (value >> (pos - 1)))

//Set value 'newval' from position 'pos' to 'pos+offset' in number 'value'

#define bitSet(value, offset, pos, newval)  \
(~(((1ull << offset) - 1) << (pos - 1)) & value) | ((((1ull << offset) - 1) & newval) << (pos - 1))

【讨论】：

【解决方案5】：

虽然这是一个非常古老的问题，但我想添加一个不同的解决方案。使用宏，

/* 这里， startBit : 起始位位置（从 LSB 开始计数） endBit：结束位位置（从 LSB 开始计数）。注意：endBit>startBit number : 从中提取位的数字 maxLength：数字的总比特大小。 */ `

#include <stdio.h>
#define getnbits(startBit,endBit,number,maxLength) \
  ( number &  ( (~0U >> (maxLength-endBit)) & (~0U << startBit) )  ) 

int main()
{
    unsigned int num=255;
    unsigned int start=1,end=5,size=sizeof(num)*8;

    printf("Inputs : %d %d %d %d \n ",start,end,num,size);
    printf("Input number : %d\n",num);

    if(end>start)
    {
        int result = getnbits(start,end,num,size-1);
        printf("Output : %u\n\n",result);
    }
    else
        printf("Error : EndBit is smaller than starBit!\n\n");

    return 0;
}

`

输出： 输入：1 5 255 32
输入号码：255
输出：62

这里，255 = 11111111 和 62 = 00111110

【讨论】：

【解决方案6】：

void  f(short int last, short int first, short int myNr){
      //construct mask for last bits
      short int mask=0;
      for(int i=0;i<last;i++)
       { mask+=1;
        mask<<1;}
      short int aux= myNr;
      aux=aux&mask; // only last bits are left
      //construct mask for first bits
      mask=0;
      for(int i=0;i<first;i++)
       { mask+=0x8000h;
        mask>>1;} 
      aux=myNr;  
      aux&=mask;
      aux>>last; // only first bits are left and shifted
}

您可以添加参数以获取值或其他内容

【讨论】：

【解决方案7】：

// This is the main project file for VC++ application project 
// generated using an Application Wizard.

#include "stdafx.h"

#using <mscorlib.dll>

using namespace System;


void fun2(int *parr)
{
    printf(" size of array is %d\n",sizeof(parr));
}
void fun1(void)
{
    int arr[100];
    printf(" size of array is %d\n",sizeof(arr));
    fun2(arr);
}

int extractBit(int byte, int pos) 
{
    if( !((pos >= 0) && (pos < 16)) )
    {
        return 0;
    }
    return ( ( byte & (1<<pos) ) >> pos);
}
int extractBitRange(int byte, int startingPos, int offset) 
{


   if(  !(((startingPos + offset) >= 0) && ( (startingPos + offset) < 16)) )
   {
        return 0;
   }
   return ( byte >> startingPos ) & ~(0xff << (offset + 1));
}

int _tmain()
{
    // TODO: Please replace the sample code below with your own.

    int value;
    signed int res,bit;
    signed int stPos, len;
    value = 0x1155;
    printf("%x\n",value);
    //Console::WriteLine("Hello World");
    //fun1();
    for(bit=15;bit>=0;bit--)
    {
        res =extractBit(value,bit);
        printf("%d",res);
    }
    stPos = 4;
    len = 5;
    res = extractBitRange(value, stPos, len);
    printf("\n%x",res);

    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案8】：

unsigned int extract_n2mbits(unsigned int x, int n, int m)
{
unsigned int mask, tmp;
if (n < m) {
    n = n + m;
    m = n - m;
    n = n - m;
}
mask = 1 << (n - m + 1);
tmp = m;
while (tmp > 1) {
    mask = mask << 1 | 1 << (n - m + 1);
    tmp = tmp - 1;
}
return ((x & mask) >> (n - m + 1));
}

【讨论】：