用m设置位前面是k未设置位，然后是n未设置位，在C中构造位掩码的最佳方法是什么：
00..0 11..1 00..0
k m n
例如，k=1、m=4、n=3 会产生位掩码：
01111000
【问题讨论】：
#define BITS(p,q) ... 其中 p = m + n - 1 和 q = n, p >= q
k。仅使用 m 和 n 指定要设置的位范围更容易。
标签： c bit-manipulation
虽然最佳答案简单有效，但它们没有为n=0 和m=31 的情况设置 MSB：
~(~0 << 31) << 0 = 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
((1 << 31)-1) << 0 = 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
我对 32 位无符号字的建议如下所示：
unsigned int create_mask(unsigned int n,unsigned int m) {
// 0 <= start_bit, end_bit <= 31
assert(n >=0 && m<=31);
return (m - n == 31 ? ~0: ((1 << (m-n)+1)-1) << n);
}
这实际上得到了[m,n]（闭合区间）范围内的位，因此create_mask(0,0) 将返回第一个位（位0）的掩码，create_mask(4,6) 返回位4 到6 的掩码，即... 00111 0000 .
【讨论】：
（仅限）对于在支持 BMI2 的 x86 系统（Intel Haswell 或更新版本、AMD Excavator 或更新版本）上更高效的解决方案感兴趣的人：
mask = _bzhi_u32(-1,m)<<n;
bzhi 指令将从指定位位置开始的高位归零。
_bzhi_u32 内部函数编译为此指令。测试代码：
#include <stdio.h>
#include <x86intrin.h>
/* gcc -O3 -Wall -m64 -march=haswell bitmsk_mn.c */
unsigned int bitmsk(unsigned int m, unsigned int n)
{
return _bzhi_u32(-1,m)<<n;
}
int main() {
int k = bitmsk(7,13);
printf("k= %08X\n",k);
return 0;
}
输出：
$./a.out
k= 000FE000
代码片段_bzhi_u32(-1,m)<<n编译成三条指令
movl $-1, %edx
bzhi %edi, %edx, %edi
shlx %esi, %edi, %eax
比@Jonathan Leffler 的代码少一条指令
和@Darius Bacon。
在 Intel Haswell 处理器或更新的处理器上，bzhi 和 shlx 都有 1 个周期的延迟和
每个周期的吞吐量为 2。在 AMD Ryzen 上，这两条指令的吞吐量甚至达到了每周期 4 条。
【讨论】：
我喜欢这两种解决方案。这是我想到的另一种方式（可能不是更好）。
((~((unsigned int)0) << k) >> (k + n)) << n
编辑：
我以前的版本中有一个错误（它没有 unsigned int 强制转换）。问题是~0 >> n在前面加了1而不是0。
是的，这种方法有一个很大的缺点。它假定您知道默认整数类型的位数，或者换句话说，它假定您确实知道 k，而其他解决方案与 k 无关。这使得我的版本不那么便携，或者至少更难移植。 （它还使用了 3 次移位，以及加法和按位否定运算符，这是两个额外的操作。）
因此，您最好使用其他示例之一。
这是一个由 Jonathan Leffler 完成的小测试应用程序，用于比较和验证不同解决方案的输出：
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
enum { ULONG_BITS = (sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT) };
static unsigned long set_mask_1(int k, int m, int n)
{
return ~(~0 << m) << n;
}
static unsigned long set_mask_2(int k, int m, int n)
{
return ((1 << m) - 1) << n;
}
static unsigned long set_mask_3(int k, int m, int n)
{
return ((~((unsigned long)0) << k) >> (k + n)) << n;
}
static int test_cases[][2] =
{
{ 1, 0 },
{ 1, 1 },
{ 1, 2 },
{ 1, 3 },
{ 2, 1 },
{ 2, 2 },
{ 2, 3 },
{ 3, 4 },
{ 3, 5 },
};
int main(void)
{
size_t i;
for (i = 0; i < 9; i++)
{
int m = test_cases[i][0];
int n = test_cases[i][1];
int k = ULONG_BITS - (m + n);
printf("%d/%d/%d = 0x%08lX = 0x%08lX = 0x%08lX\n", k, m, n,
set_mask_1(k, m, n),
set_mask_2(k, m, n),
set_mask_3(k, m, n));
}
return 0;
}
【讨论】：
所以，您要求 m 个设置位，以 k 个复位位为前缀，然后是 n 个复位位？我们可以忽略 k，因为它在很大程度上会受到整数类型选择的限制。
mask = ((1 << m) - 1) << n;
【讨论】：
~(~0
【讨论】：
~(~0 << m) 位于 Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 的“C 编程语言，第二版”的第 2.9 段“位运算符”中。它也在 Brian W. Kernighan 和 Rob Pike 的“编程实践”的第 7.5 段“空间效率”中。
integer overflow in preprocessor expression之类的警告表示。