如何设置、清除和切换单个位？

Question

如何设置、清除和切换位？

Answer 1

设置一点

使用按位或运算符 (|) 设置位。

number |= 1UL << n;

这将设置 number 的 nth 位。 n 应该为零，如果你想设置1st 位等等直到n-1，如果你想设置nth 位。

如果number比unsigned long宽，则使用1ULL； 1UL << n 的提升直到评估 1UL << n 之后才会发生，其中移动超过 long 的宽度是未定义的行为。这同样适用于所有其余示例。

清一点

使用按位与运算符 (&) 清除位。

number &= ~(1UL << n);

这将清除 number 的 nth 位。您必须使用按位 NOT 运算符 (~) 反转位串，然后将其与。

切换一下

XOR 运算符 (^) 可用于切换位。

number ^= 1UL << n;

这将切换 number 的 nth 位。

检查一下

你没有要求这个，但我不妨添加它。

要检查一点，将数字 n 向右移动，然后按位与它：

bit = (number >> n) & 1U;

这会将number的nth位的值放入变量bit中。

改变n第一点到X

将 nth 位设置为 1 或 0 可以通过以下 2 的补码 C++ 实现来实现：

number ^= (-x ^ number) & (1UL << n);

如果x为1，位n将被设置，如果x为0，位将被清除。如果 x 有其他值，你就会得到垃圾。 x = !!x 会将其布尔化为 0 或 1。

要使其独立于 2 的补码否定行为（其中 -1 设置了所有位，这与 1 的补码或符号/幅度 C++ 实现不同），请使用无符号否定。

number ^= (-(unsigned long)x ^ number) & (1UL << n);

或者

unsigned long newbit = !!x;    // Also booleanize to force 0 or 1
number ^= (-newbit ^ number) & (1UL << n);

使用无符号类型进行可移植位操作通常是个好主意。

或者

number = (number & ~(1UL << n)) | (x << n);

(number & ~(1UL << n)) 将清除nth 位，(x << n) 将nth 位设置为x。

一般来说，不要复制/粘贴代码也是一个好主意，所以很多人使用预处理器宏（如the community wiki answer further down）或某种封装。

Answer 2

使用标准 C++ 库：std::bitset<N>。

或者 Boost 版本：boost::dynamic_bitset。

无需自己动手：

#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    std::bitset<5> x;

    x[1] = 1;
    x[2] = 0;
    // Note x[0-4]  valid

    std::cout << x << std::endl;
}

---

[Alpha:] > ./a.out
00010

与 standard library 编译时大小的位集相比，Boost 版本允许运行时大小的位集。

Answer 3

另一种选择是使用位字段：

struct bits {
    unsigned int a:1;
    unsigned int b:1;
    unsigned int c:1;
};

struct bits mybits;

定义一个 3 位字段（实际上是三个 1 位字段）。位操作现在变得有点（哈哈）简单：

设置或清除位：

mybits.b = 1;
mybits.c = 0;

切换一下：

mybits.a = !mybits.a;
mybits.b = ~mybits.b;
mybits.c ^= 1;  /* all work */

检查一下：

if (mybits.c)  //if mybits.c is non zero the next line below will execute

这仅适用于固定大小的位字段。否则，您必须求助于之前帖子中描述的位操作技术。

Answer 4

我使用头文件中定义的宏来处理位设置和清除：

/* a=target variable, b=bit number to act upon 0-n */
#define BIT_SET(a,b) ((a) |= (1ULL<<(b)))
#define BIT_CLEAR(a,b) ((a) &= ~(1ULL<<(b)))
#define BIT_FLIP(a,b) ((a) ^= (1ULL<<(b)))
#define BIT_CHECK(a,b) (!!((a) & (1ULL<<(b))))        // '!!' to make sure this returns 0 or 1

#define BITMASK_SET(x, mask) ((x) |= (mask))
#define BITMASK_CLEAR(x, mask) ((x) &= (~(mask)))
#define BITMASK_FLIP(x, mask) ((x) ^= (mask))
#define BITMASK_CHECK_ALL(x, mask) (!(~(x) & (mask)))
#define BITMASK_CHECK_ANY(x, mask) ((x) & (mask))

Answer 5

有时值得使用 enum 来姓名位：

enum ThingFlags = {
  ThingMask  = 0x0000,
  ThingFlag0 = 1 << 0,
  ThingFlag1 = 1 << 1,
  ThingError = 1 << 8,
}

然后使用名字稍后的。 IE。写

thingstate |= ThingFlag1;
thingstate &= ~ThingFlag0;
if (thing & ThingError) {...}

设置，清除和测试。通过这种方式，您可以从其余代码中隐藏幻数。

除此之外，我支持Paige Ruten's solution。

Answer 6

来自 snip-c.zip 的 bitops.h：

/*
**  Bit set, clear, and test operations
**
**  public domain snippet by Bob Stout
*/

typedef enum {ERROR = -1, FALSE, TRUE} LOGICAL;

#define BOOL(x) (!(!(x)))

#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))

好吧，让我们分析一下……

在所有这些中您似乎遇到问题的常见表达式是“(1L << (posn))”。所有这一切都是创建一个掩码，其中包含一个位 并且适用于任何整数类型。 “posn”参数指定 你想要钻头的位置。如果 posn==0，那么这个表达式将 评估为：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 binary.

如果 posn==8，它将评估为：

0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 binary.

换句话说，它只是在指定位置创建一个 0 和 1 的字段 位置。唯一棘手的部分是我们需要设置的 BitClr() 宏 1 字段中的单个 0 位。这是通过使用 1 来实现的 波浪号 (~) 运算符表示的相同表达式的补码。

创建掩码后，它会按照您的建议应用于参数， 通过使用按位与 (&)、或 (|) 和异或 (^) 运算符。自从面具 是 long 类型，宏将同样适用于 char、short、int， 或做多。

最重要的是，这是对整个类的通用解决方案 问题。当然，重写是可能的，甚至是合适的 每次你使用显式掩码值时，这些宏中的任何一个都等效 需要一个，但为什么要这样做？请记住，宏替换发生在 预处理器等生成的代码将反映值的事实 被编译器认为是常量 - 即它使用起来同样有效 每次你需要做的时候，通用的宏都会“重新发明轮子” 位操作。

不服气？这是一些测试代码——我使用了完全优化的 Watcom C 并且不使用 _cdecl 所以最终的反汇编会像 可能的：

----[ 测试.C ]---------------------------------------- ----------------------

#define BOOL(x) (!(!(x)))

#define BitSet(arg,posn) ((arg) | (1L << (posn)))
#define BitClr(arg,posn) ((arg) & ~(1L << (posn)))
#define BitTst(arg,posn) BOOL((arg) & (1L << (posn)))
#define BitFlp(arg,posn) ((arg) ^ (1L << (posn)))

int bitmanip(int word)
{
      word = BitSet(word, 2);
      word = BitSet(word, 7);
      word = BitClr(word, 3);
      word = BitFlp(word, 9);
      return word;
}

----[ TEST.OUT（反汇编）]------------------------------------ ----------

Module: C:BINK	st.c
Group: 'DGROUP' CONST,CONST2,_DATA,_BSS

Segment: _TEXT  BYTE   00000008 bytes  
 0000  0c 84             bitmanip_       or      al,84H    ; set bits 2 and 7
 0002  80 f4 02                          xor     ah,02H    ; flip bit 9 of EAX (bit 1 of AH)
 0005  24 f7                             and     al,0f7H
 0007  c3                                ret     

No disassembly errors

----[结束]---------------------------------------- ----------------------

Answer 7

对于初学者，我想用一个例子来解释一下：

例子：

value is 0x55;
bitnum : 3rd.

& 运算符用于检查位：

0101 0101
&
0000 1000
___________
0000 0000 (mean 0: False). It will work fine if the third bit is 1 (then the answer will be True)

切换或翻转：

0101 0101
^
0000 1000
___________
0101 1101 (Flip the third bit without affecting other bits)

|操作员：设置位

0101 0101
|
0000 1000
___________
0101 1101 (set the third bit without affecting other bits)

Answer 8

由于这被标记为“嵌入式”，我假设您使用的是微控制器。以上所有建议均有效且有效（读-修改-写、联合、结构等）。

然而，在一次基于示波器的调试过程中，我惊讶地发现，与将值直接写入微控制器的 PORTnSET / PORTnCLEAR 寄存器相比，这些方法在 CPU 周期上有相当大的开销，这在有紧密循环/高的地方产生了真正的区别-频率 ISR 的切换引脚。

对于那些不熟悉的人：在我的示例中，微处理器有一个通用引脚状态寄存器 PORTn，它反映了输出引脚，因此执行 PORTn |= BIT_TO_SET 会导致对该寄存器进行读取-修改-写入。但是，PORTnSET / PORTnCLEAR 寄存器采用“1”表示“请将此位设为 1”(SET) 或“请将此位设为零”(CLEAR)，采用“0”表示“保留引脚”。因此，您最终会得到两个端口地址，具体取决于您是设置还是清除该位（并不总是很方便），但是很多更快的反应和更小的汇编代码。

Answer 9

这是我最喜欢的位算术宏，它适用于从 unsigned char 到 size_t 的任何类型的无符号整数数组（这是可以有效处理的最大类型）：

#define BITOP(a,b,op) 
 ((a)[(size_t)(b)/(8*sizeof *(a))] op ((size_t)1<<((size_t)(b)%(8*sizeof *(a)))))

设置一点：

BITOP(array, bit, |=);

清除一点：

BITOP(array, bit, &=~);

切换一下：

BITOP(array, bit, ^=);

测试一下：

if (BITOP(array, bit, &)) ...

ETC。

Answer 10

让我们先假设几件事
num = 55 执行按位操作的整数（设置、获取、清除、切换）。
n = 4 基于 0 的位位置来执行按位运算。

如何获得一点？

1. 要获取 num 的 nth 位右移 num, n 次。然后用 1 执行按位与 &。

   bit = (num >> n) & 1;
   

   怎么运行的？

          0011 0111 (55 in decimal)
       >>         4 (right shift 4 times)
   -----------------
          0000 0011
        & 0000 0001 (1 in decimal)
   -----------------
       => 0000 0001 (final result)
   

   如何设置位？

   1. 设置数字的特定位。左移 1 n 次。然后对num进行按位或|运算。

      num |= (1 << n);    // Equivalent to; num = (1 << n) | num;
      

      怎么运行的？

             0000 0001 (1 in decimal)
          <<         4 (left shift 4 times)
      -----------------
             0001 0000
           | 0011 0111 (55 in decimal)
      -----------------
          => 0001 0000 (final result)
      

      怎么清一点？

      1. 左移 1，n 次，即 1 << n。
      2. 对上述结果进行位补。这样第 n 位变为未设置，其余位变为设置，即 ~ (1 << n)。
      3. 最后，将上述结果与num进行按位与&运算。以上三步合起来可以写成num & (~ (1 << n))；

         num &= (~(1 << n));    // Equivalent to; num = num & (~(1 << n));
         

         怎么运行的？

                0000 0001 (1 in decimal)
             <<         4 (left shift 4 times)
         -----------------
              ~ 0001 0000
         -----------------
                1110 1111
              & 0011 0111 (55 in decimal)
         -----------------
             => 0010 0111 (final result)
         

         如何切换位？

         为了切换位，我们使用按位 XOR ^ 运算符。如果两个操作数的相应位不同，则按位异或运算符的计算结果为 1，否则计算结果为 0。

         也就是说要翻转一个位，我们需要将要翻转的位和1进行异或运算。

         num ^= (1 << n);    // Equivalent to; num = num ^ (1 << n);
         

         怎么运行的？

         • 如果要切换的位为 0，则 0 ^ 1 => 1。
         • 如果要切换的位为 1，则 1 ^ 1 => 0。

                0000 0001 (1 in decimal)
             <<         4 (left shift 4 times)
         -----------------
                0001 0000
              ^ 0011 0111 (55 in decimal)
         -----------------
             => 0010 0111 (final result)
         

         推荐阅读-Bitwise operator exercises

Answer 11

位域方法在嵌入式领域还有其他优势。您可以定义一个直接映射到特定硬件寄存器中的位的结构。

struct HwRegister {
    unsigned int errorFlag:1;  // one-bit flag field
    unsigned int Mode:3;       // three-bit mode field
    unsigned int StatusCode:4;  // four-bit status code
};

struct HwRegister CR3342_AReg;

您需要了解位打包顺序——我认为它是 MSB 优先，但这可能取决于实现。此外，验证您的编译器处理程序如何处理跨越字节边界的字段。

然后您可以像以前一样读取、写入、测试各个值。

Answer 12

检查任意类型变量中任意位置的位：

#define bit_test(x, y)  ( ( ((const char*)&(x))[(y)>>3] & 0x80 >> ((y)&0x07)) >> (7-((y)&0x07) ) )

示例用法：

int main(void)
{
    unsigned char arr[8] = { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF };

    for (int ix = 0; ix < 64; ++ix)
        printf("bit %d is %d
", ix, bit_test(arr, ix));

    return 0;
}

笔记：这是为了快速（考虑到它的灵活性）和非分支而设计的。它在编译 Sun Studio 8 时产生高效的 SPARC 机器代码；我还在 amd64 上使用 MSVC++ 2008 对其进行了测试。可以为设置和清除位制作类似的宏。与此处的许多其他解决方案相比，此解决方案的主要区别在于它适用于几乎任何类型变量的任何位置。

Answer 13

更一般的，对于任意大小的位图：

#define BITS 8
#define BIT_SET(  p, n) (p[(n)/BITS] |=  (0x80>>((n)%BITS)))
#define BIT_CLEAR(p, n) (p[(n)/BITS] &= ~(0x80>>((n)%BITS)))
#define BIT_ISSET(p, n) (p[(n)/BITS] &   (0x80>>((n)%BITS)))

Answer 14

该程序是将任何数据位从 0 更改为 1 或 1 更改为 0：

{
    unsigned int data = 0x000000F0;
    int bitpos = 4;
    int bitvalue = 1;
    unsigned int bit = data;
    bit = (bit>>bitpos)&0x00000001;
    int invbitvalue = 0x00000001&(~bitvalue);
    printf("%x
",bit);

    if (bitvalue == 0)
    {
        if (bit == 0)
            printf("%x
", data);
        else
        {
             data = (data^(invbitvalue<<bitpos));
             printf("%x
", data);
        }
    }
    else
    {
        if (bit == 1)
            printf("elseif %x
", data);
        else
        {
            data = (data|(bitvalue<<bitpos));
            printf("else %x
", data);
        }
    }
}

Answer 15

如果你正在做很多小事，你可能想使用面具，这将使整个事情更快。以下函数速度非常快，而且仍然很灵活（它们允许在任何大小的位图中进行位旋转）。

const unsigned char TQuickByteMask[8] =
{
   0x01, 0x02, 0x04, 0x08,
   0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
};


/** Set bit in any sized bit mask.
 *
 * @return    none
 *
 * @param     bit    - Bit number.
 * @param     bitmap - Pointer to bitmap.
 */
void TSetBit( short bit, unsigned char *bitmap)
{
    short n, x;

    x = bit / 8;        // Index to byte.
    n = bit % 8;        // Specific bit in byte.

    bitmap[x] |= TQuickByteMask[n];        // Set bit.
}


/** Reset bit in any sized mask.
 *
 * @return  None
 *
 * @param   bit    - Bit number.
 * @param   bitmap - Pointer to bitmap.
 */
void TResetBit( short bit, unsigned char *bitmap)
{
    short n, x;

    x = bit / 8;        // Index to byte.
    n = bit % 8;        // Specific bit in byte.

    bitmap[x] &= (~TQuickByteMask[n]);    // Reset bit.
}


/** Toggle bit in any sized bit mask.
 *
 * @return   none
 *
 * @param   bit    - Bit number.
 * @param   bitmap - Pointer to bitmap.
 */
void TToggleBit( short bit, unsigned char *bitmap)
{
    short n, x;

    x = bit / 8;        // Index to byte.
    n = bit % 8;        // Specific bit in byte.

    bitmap[x] ^= TQuickByteMask[n];        // Toggle bit.
}


/** Checks specified bit.
 *
 * @return  1 if bit set else 0.
 *
 * @param   bit    - Bit number.
 * @param   bitmap - Pointer to bitmap.
 */
short TIsBitSet( short bit, const unsigned char *bitmap)
{
    short n, x;

    x = bit / 8;    // Index to byte.
    n = bit % 8;    // Specific bit in byte.

    // Test bit (logigal AND).
    if (bitmap[x] & TQuickByteMask[n])
        return 1;

    return 0;
}


/** Checks specified bit.
 *
 * @return  1 if bit reset else 0.
 *
 * @param   bit    - Bit number.
 * @param   bitmap - Pointer to bitmap.
 */
short TIsBitReset( short bit, const unsigned char *bitmap)
{
    return TIsBitSet(bit, bitmap) ^ 1;
}


/** Count number of bits set in a bitmap.
 *
 * @return   Number of bits set.
 *
 * @param    bitmap - Pointer to bitmap.
 * @param    size   - Bitmap size (in bits).
 *
 * @note    Not very efficient in terms of execution speed. If you are doing
 *        some computationally intense stuff you may need a more complex
 *        implementation which would be faster (especially for big bitmaps).
 *        See (http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html).
 */
int TCountBits( const unsigned char *bitmap, int size)
{
    int i, count = 0;

    for (i=0; i<size; i++)
        if (TIsBitSet(i, bitmap))
            count++;

    return count;
}

请注意，要在 16 位整数中设置位“n”，请执行以下操作：

TSetBit( n, &my_int);

由您来确保位数在您传递的位图的范围内。请注意，对于字节、字、双字、四字等在内存中相互正确映射的小端处理器（小端处理器比大端处理器“更好”的主要原因，啊，我觉得一场激烈的战争即将来临在...）。

Answer 16

用这个：

int ToggleNthBit ( unsigned char n, int num )
{
    if(num & (1 << n))
        num &= ~(1 << n);
    else
        num |= (1 << n);

    return num;
}

Answer 17

扩展 bitset 答案：

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>

using namespace std;
int main() {
  bitset<8> byte(std::string("10010011");

  // Set Bit
  byte.set(3); // 10010111

  // Clear Bit
  byte.reset(2); // 10010101

  // Toggle Bit
  byte.flip(7); // 00010101

  cout << byte << endl;

  return 0;
}

Answer 18

如果你想用 C 编程在内核那么我建议使用 Linux 内核的标准 API。

见https://www.kernel.org/doc/htmldocs/kernel-api/ch02s03.html

set_bit  Atomically set a bit in memory
clear_bit  Clears a bit in memory
change_bit  Toggle a bit in memory
test_and_set_bit  Set a bit and return its old value
test_and_clear_bit  Clear a bit and return its old value
test_and_change_bit  Change a bit and return its old value
test_bit  Determine whether a bit is set

注意：这里整个操作发生在一个步骤中。所以这些都保证是原子即使在 SMP 计算机上也很有用 保持处理器之间的一致性。

Answer 19

Visual C 2010，也许还有许多其他编译器，直接支持内置的布尔运算。一个位有两个可能的值，就像一个布尔值，所以我们可以使用布尔值代替——即使它们占用的空间比一个位多这种表现形式的记忆。这有效，即使 sizeof() 运算符也能正常工作。

bool    IsGph[256], IsNotGph[256];

//  Initialize boolean array to detect printable characters
for(i=0; i<sizeof(IsGph); i++)  {
    IsGph[i] = isgraph((unsigned char)i);
}

因此，对于您的问题，IsGph[i] =1 或IsGph[i] =0 可以轻松设置和清除布尔值。

要查找不可打印的字符：

//  Initialize boolean array to detect UN-printable characters, 
//  then call function to toggle required bits true, while initializing a 2nd
//  boolean array as the complement of the 1st.
for(i=0; i<sizeof(IsGph); i++)  {
    if(IsGph[i])    {
         IsNotGph[i] = 0;
    }   else   {
         IsNotGph[i] = 1;
    }
}

请注意，此代码没有任何“特殊”之处。它有点像整数 - 从技术上讲，它是。一个 1 位整数，可以容纳 2 个值，并且只能容纳 2 个值。

我曾经使用这种方法查找重复的贷款记录，其中 loan_number 是 ISAM 键，使用 6 位数字的贷款号作为位数组的索引。速度非常快，8 个月后，证明我们从中获取数据的大型机系统实际上出现了故障。位数组的简单性使人们对其正确性的信心非常高——与搜索方法相比。

Answer 20

int set_nth_bit(int num, int n){    
    return (num | 1 << n);
}

int clear_nth_bit(int num, int n){    
    return (num & ~( 1 << n));
}

int toggle_nth_bit(int num, int n){    
    return num ^ (1 << n);
}

int check_nth_bit(int num, int n){    
    return num & (1 << n);
}

Answer 21

这是我使用的一些宏：

SET_FLAG(Status, Flag)            ((Status) |= (Flag))
CLEAR_FLAG(Status, Flag)          ((Status) &= ~(Flag))
INVALID_FLAGS(ulFlags, ulAllowed) ((ulFlags) & ~(ulAllowed))
TEST_FLAGS(t,ulMask, ulBit)       (((t)&(ulMask)) == (ulBit))
IS_FLAG_SET(t,ulMask)             TEST_FLAGS(t,ulMask,ulMask)
IS_FLAG_CLEAR(t,ulMask)           TEST_FLAGS(t,ulMask,0)

Answer 22

如何设置、清除和切换单个位？

要解决尝试形成掩码时的常见编码陷阱：
1 并不总是足够宽

当number 是比1 更宽的类型时会发生什么问题？
x 对于转变 1 << x 可能太大了未定义的行为（UB）。即使 x 不是太大，~ 也可能不会翻转足够的最高有效位。

// assume 32 bit int/unsigned
unsigned long long number = foo();

unsigned x = 40; 
number |= (1 << x);  // UB
number ^= (1 << x);  // UB
number &= ~(1 << x); // UB

x = 10;
number &= ~(1 << x); // Wrong mask, not wide enough

---

为确保 1 足够宽：

代码可以使用 1ull 或迂腐地使用 (uintmax_t)1 并让编译器优化。

number |= (1ull << x);
number |= ((uintmax_t)1 << x);

或转换 - 这会导致编码/审查/维护问题，从而使转换保持正确和最新。

number |= (type_of_number)1 << x;

或者通过强制至少与 number 类型一样宽的数学运算来温和地提升 1。

number |= (number*0 + 1) << x;

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与大多数位操作一样，最好使用未签名类型而不是签那些

Answer 23

该程序基于@Jeremy 的上述解决方案。如果有人想快点玩。

public class BitwiseOperations {

    public static void main(String args[]) {

        setABit(0, 4); // set the 4th bit, 0000 -> 1000 [8]
        clearABit(16, 5); // clear the 5th bit, 10000 -> 00000 [0]
        toggleABit(8, 4); // toggle the 4th bit, 1000 -> 0000 [0]
        checkABit(8,4); // check the 4th bit 1000 -> true 
    }

    public static void setABit(int input, int n) {
        input = input | ( 1 << n-1);
        System.out.println(input);
    }


    public static void clearABit(int input, int n) {
        input = input & ~(1 << n-1);
        System.out.println(input);
    }

    public static void toggleABit(int input, int n) {
        input = input ^ (1 << n-1);
        System.out.println(input);
    }

    public static void checkABit(int input, int n) {
        boolean isSet = ((input >> n-1) & 1) == 1; 
        System.out.println(isSet);
    }
}


Output :
8
0
0
true

Answer 24

支持更改多个位的模板化版本（放在头文件中）（顺便说一句，适用于 AVR 微控制器）：

namespace bit {
  template <typename T1, typename T2>
  constexpr inline T1 bitmask(T2 bit) 
  {return (T1)1 << bit;}
  template <typename T1, typename T3, typename ...T2>
  constexpr inline T1 bitmask(T3 bit, T2 ...bits) 
  {return ((T1)1 << bit) | bitmask<T1>(bits...);}

  /** Set these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void set (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable |= bitmask<T1>(bits...);}
  /** Set only these bits (others will be cleared) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void setOnly (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable = bitmask<T1>(bits...);}
  /** Clear these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void clear (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable &= ~bitmask<T1>(bits...);}
  /** Flip these bits (others retain their state) */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline void flip (T1 &variable, T2 ...bits) 
  {variable ^= bitmask<T1>(bits...);}
  /** Check if any of these bits are set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isAnySet(const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return variable & bitmask<T1>(bits...);}
  /** Check if all these bits are set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isSet (const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return ((variable & bitmask<T1>(bits...)) == bitmask<T1>(bits...));}
  /** Check if all these bits are not set */
  template <typename T1, typename ...T2>
  constexpr inline bool isNotSet (const T1 &variable, T2 ...bits) 
  {return ((variable & bitmask<T1>(bits...)) != bitmask<T1>(bits...));}
}

使用示例：

#include <iostream>
#include <bitset> // for console output of binary values

// and include the code above of course

using namespace std;

int main() {
  uint8_t v = 0b1111'1100;
  bit::set(v, 0);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::clear(v, 0,1);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::flip(v, 0,1);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::clear(v, 0,1,2,3,4,5,6,7);
  cout << bitset<8>(v) << endl;

  bit::flip(v, 0,7);
  cout << bitset<8>(v) << endl;
}

顺便说一句：事实证明，如果不向编译器发送优化器参数（例如：-O3），则不会使用 constexpr 和 inline。请随意尝试https://godbolt.org/ 的代码并查看 ASM 输出。

Answer 25

下面是 C 中执行基本位运算的例程：

#define INT_BIT (unsigned int) (sizeof(unsigned int) * 8U) //number of bits in unsigned int

int main(void)
{
    
    unsigned int k = 5; //k is the bit position; here it is the 5th bit from the LSb (0th bit)
    
    unsigned int regA = 0x00007C7C; //we perform bitwise operations on regA
    
    regA |= (1U << k);    //Set kth bit
    
    regA &= ~(1U << k);   //Clear kth bit
    
    regA ^= (1U << k);    //Toggle kth bit
    
    regA = (regA << k) | regA >> (INT_BIT - k); //Rotate left by k bits
    
    regA = (regA >> k) | regA << (INT_BIT - k); //Rotate right by k bits

    return 0;   
}

Answer 26

在不使用 -1 的情况下将第 n 位设置为 x（位值）

有时当您不确定 -1 或类似的结果会导致什么时，您可能希望设置第 n 位而不使用 -1：

number = (((number | (1 << n)) ^ (1 << n))) | (x << n);

解释：((number | (1 << n) 将第 n 位设置为 1（其中 | 表示按位或），然后使用 (...) ^ (1 << n) 将第 n 位设置为 0，最后使用 (...) | x << n) 将第 n 位设置为 0， （位值）x。

这也适用于golang。

Answer 27

尝试使用 C 语言中的这些函数之一来更改 n 位：

char bitfield;

// Start at 0th position

void chang_n_bit(int n, int value)
{
    bitfield = (bitfield | (1 << n)) & (~( (1 << n) ^ (value << n) ));
}

或者

void chang_n_bit(int n, int value)
{
    bitfield = (bitfield | (1 << n)) & ((value << n) | ((~0) ^ (1 << n)));
}

或者

void chang_n_bit(int n, int value)
{
    if(value)
        bitfield |= 1 << n;
    else
        bitfield &= ~0 ^ (1 << n);
}

char get_n_bit(int n)
{
    return (bitfield & (1 << n)) ? 1 : 0;
}