使用 if (!!(expr)) 代替 if (expr)

Question

在阅读德州仪器为其SensorTag 提供的示例代码时，我遇到了以下 sn-p。

void SensorTagIO_processCharChangeEvt(uint8_t paramID) { 
    ...

    if (!!(ioValue & IO_DATA_LED1)) {
        PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_ON);
    } else {
        PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_OFF);
    }

    if (!!(ioValue & IO_DATA_LED2)) {
        PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_ON);
    } else {
        PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_OFF);
    }

    if (!!((ioValue & IO_DATA_BUZZER))) {
        Clock_start(buzzClockHandle);
    }
    ...
}

声明是这样的（在同一个文件中）。

#define IO_DATA_LED1   0x01
static uint8_t ioValue;

if (!!(ioValue & IO_DATA_LED1)) 比if (ioValue & IO_DATA_LED1) 有什么优势吗？

Answer 1

两次应用逻辑非 (!) 运算符的目的是将值标准化为 0 或 1。在 if 语句的控制表达式中，这没有任何区别。 if 语句只关心值是零还是非零，小!! 舞蹈完全没用。

一些编码风格指南可能会要求这种舞蹈，这可能是您发布的 TI 代码这样做的原因。不过，我还没有看到任何这样做的。

Answer 2

表达式!!x，或!(!x)，如果x为真值（非零数或非空指针）则为1，否则为0。它等价于x != 0，几乎相同与 C99 (_Bool)x 相同，但在 C99 之前的编译器或开发人员选择不实现 C99 的编译器中可用（例如针对 MOS 6502 的 cc65）。

整个条件等价于：

if (ioValue & IO_DATA_LED1) {
    /* what to do if the IO_DATA_LED1 bit is true */
} else {
    /* what to do if the IO_DATA_LED1 bit is false */
}

在 C 中，它的意思是“如果这两个值的按位与非零，则执行该块。”

但某些编码风格指南可能会禁止在 if 语句条件的顶层进行按位与 (&)，假设它是逻辑与 (&&) 的拼写错误。它与使用=（赋值）而不是==（相等比较）属于同一类错误，许多编译器对此提供了诊断。 GCC Warning Options 描述如下诊断：

-Wlogical-op：警告表达式中逻辑运算符的可疑用途。这包括在可能需要按位运算符的上下文中使用逻辑运算符。

-Wparentheses：在某些上下文中省略括号时发出警告，例如在预期为真值的上下文中进行赋值时

使用(a & B) != 0、(_Bool)(a & B) 或!!(a & B) 等释义会向编译器和其他开发人员传达有意使用位运算符的信息。

另请参阅有关!!x in JavaScript 的相关答案。

Answer 3

在 MSVC 中，在 if 语句中将整数隐式转换为 bool 会产生警告。通过!! 这样做不会。其他编译器中可能存在类似警告。

因此，假设代码是在启用该警告的情况下编译的，并且决定将所有警告视为错误，使用 !! 是一种简短且可移植的方式来表示“是的，我希望这个整数成为 bool” .

Answer 4

虽然最有可能消除按位 & 的编译器警告，但这看起来也可能是重构以添加枚举以提高可读性的结果：

PIN_setOutputValue(int,int,bool); //function definition
PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1,!!(ioValue & IO_DATA_LED1));
PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2,!!(ioValue & IO_DATA_LED2));
//note: the !! is necessary here in case sizeof ioValue > sizeof bool
//otherwise it may only catch the 1st 8 LED statuses as @M.M points out

到：

enum led_enum {
  Board_LED_OFF = false,
  Board_LED_ON = true
};
PIN_setOutputValue(int,int,bool); //function definition
//...
PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1,!!(ioValue & IO_DATA_LED1)?Board_LED_ON:Board_LED_OFF);
PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2,!!(ioValue & IO_DATA_LED2)?Board_LED_ON:Board_LED_OFF);

由于超过了 80 个字符的限制，因此被重构为

if (!!(ioValue & IO_DATA_LED1)) {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_ON);
} else {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_OFF);
}

if (!!(ioValue & IO_DATA_LED2)) {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_ON);
} else {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_OFF);
}

就可读性而言，我个人更喜欢初始版本，但是当代码行用作度量时，这个版本很常见（我很惊讶它没有为每个状态声明变量，分别设置每个状态然后使用那个）。

此“最佳实践”代码的下一个版本可能如下所示：

bool boardled1State;
bool boardled2State;
//...

boardled1State = !!(ioValue & IO_DATA_LED1);
boardled2State = !!(ioValue & IO_DATA_LED2);
//...

if (boardled1State) {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_ON);
} else {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED1, Board_LED_OFF);
}

if (boardled2State) {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_ON);
} else {
    PIN_setOutputValue(hGpioPin, Board_LED2, Board_LED_OFF);
}
//... and so on

所有这些都可以这样完成：

for (int i=0;i<numleds;i++)
        PIN_setOutputValue(hGpioPin, i ,!!(ioValue & (1<<i)));

Answer 5

OP 正在研究一些旧的编码习语 - 这在 BITD （过去）有些意义。

1. !! 的主要用途是处理将 if(expr) 中的表达式转换为 int 的 C 实现，而不是针对零进行测试。

考虑将expr 转换为int 然后针对0 进行测试时会发生什么。（从C89 开始，这是不合格的，因为测试应该是针对0 的直接测试）

int i;
long li;
double d;

// no problems
if (i & 5) ...
if (d > 4.0) ...

// problems
if (li & 0x10000) ...  (Hint: int is 16-bit)
if (d)                 (d might have a value outside `int` range.

// fix
if (!!(li & 0x10000))
if (!!d)

因此，在 C89 之前的编译器和不符合标准的 C89 及更高版本上，使用 !! 可以解决这个弱点。一些旧习惯需要很长时间才能消除。

1. 在early C++ 中，没有bool 类型。所以想要测试可信度的代码需要使用!! idiom

   class uint256;  // Very wide integer
   uint256 x;
   
   // problem  as (int)x may return just the lower bits of x
   if (x) 
   
   // fix
   if (!!x) 
   

2. 当没有定义 (bool) 运算符时，今天的 C++ 会发生什么（我知道这是一个 C 问题），是不是使用了 (int) 运算符？这导致与＃2相同的问题。早几年 C 和 C++ 代码库保持同步，使用 !! 与 if (!!x) 等结构相关。

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现在使用 !! 有效，但肯定已经失宠，因为它解决了不再频繁发生的问题。