如何从 int32 轻松提取 2x int16？答案

【问题标题】：How to easily extract 2x int16 from a int32?如何从 int32 轻松提取 2x int16？
【发布时间】：2014-12-10 14:34:32
【问题描述】：

我有一个具有 2x int16 值的变量：

int32_t value = 0x1234ABCD; // a=0x00001234, b=0xFFFFABCD

天真的解决方案是做一个面具：

int32_t a = (value & 0xFFFF0000) >> 16;
int32_t b = (value & 0x0000FFFF);

但是有了这个，我没有任何符号扩展并且 b 变成 0x0000ABCD 而不是 0xFFFFABCD。

我的下一个尝试是使用中间结构

struct dual_int16 {
   long hi:16;
   long lo:16;
}

int32_t a = (struct dual_int16)value).lo;
int32_t a = (struct dual_int16)value).hi;

不幸的是，我的编译器不允许我这样做“不允许使用 struct dual_int16”或“类型转换必须是算术或指针”。

是否有任何正确的方法可以在 C99 中通过符号扩展提取我的 2x int16？

编辑

因为我使用的是特定的编译器 (ADSP-21xxx) 。我没有在stdint.h 中定义的所有标准类型，例如int16_t。我的编译器无法识别int8_t 和int16_t。

arch 有一个混合的 32-48 位双 ALU，大端。

【问题讨论】：

在转换为 32 位之前，您是否尝试过转换为 int16_t？
您可能想尝试将 16 位值存储为 16 位类型。
是什么让你认为0x1234ABCD & 0x0000FFFF 应该变成0xFFFFABCD？
您想要 int16 但将结果定义为 int32。结果正常。
@BennoZeeman 因为我存储了 2x int16。 0xABCD= -21555。如果您进行符号扩展，最终值将变为 0xFFFFABCD = -21555

标签： c

【解决方案1】：

如果您想要有符号的 16 位值，请使用正确的类型：

#include <stdint.h>

const int32_t value = 0x1234ABCD; // a=0x00001234, b=0xFFFFABCD

const int16_t a = (value >> 16) & 0xffff;
const int16_t b = value & 0xffff;

printf("a=%hd\nb=%hd\n", (short) a, (short) b);

打印出来：

a=4660
b=-21555

还要注意，我在遮罩之前进行了移位，以减小遮罩的字面大小。这对于现代智能优化编译器来说可能毫无意义，但这就是我改变它的原因。

我使用了int16_t，因为你使用了uint32_t并提到了C99，这真的让我相信你应该拥有它。确保你#include <stdint.h>。

【讨论】：

如果 OP 需要将它们存储到 int32_t，我想你可以通过 int32_t a = (uint16_t)((value >> 16) & 0xffff); 将 int16_t 隐式转换为 int32_t。
我真的没有得到(uint16_t) 的演员表，这不是你说你想做的……我对这个建议持怀疑态度。
非常抱歉。我的意思是int16_t。我认为您在回答中提到 uint32_t 让我感到困惑。哦，亲爱的。
关于减少文字大小，无论如何你都不想做(value & 0xFFFFFFFF) >> 16，因为右移一个负整数是实现定义的行为：你不知道它是否会被零填充（逻辑移位）或带符号位（算术移位）。您编写的代码避免了此问题，因为您在移位之后屏蔽了不需要的位。
@Lundin 是的，这也许是我很久以前切换到这种模式的另一个原因。 :) 谢谢。

【解决方案2】：

union 可以解决问题。

union {
    int32_t value;
    struct {
        int16_t v1, v2;
    } decomp;
} extract;

/* ... */
extract.value = value;
int32_t a = extract.decomp.v1, b = extract.decomp.v2;

请注意，a 和 b 具有所需的符号。

【讨论】：

可能会起作用，但比手动屏蔽和移位更多的工作和更容易出错。并非所有世界都是小端的。
@Deduplicator 是的。实际上在大端，它也可以解决问题。但v1 和v2 的顺序相反。不需要比手动移位更容易出错，因为它们实际上是相同的。
永远不要读取已被其他成员写入的成员。
您应该只阅读最近写入的字段。
C99, 6.2.6.1：“当一个值存储在联合类型对象的成员中时，对象表示中不对应于该成员但对应于其他成员的字节取未指定的值。”。我现在有点迷茫，但我很确定人们应该尽可能避免它。低层编程是不同的，因为通常你的目标是特定的架构等。

【解决方案3】：

short a = (short)( (value >> 16) & 0xFFFF );
short b = (short)( value & 0xFFFF );

int32_t 也不是标准类型（评论@coin）。 short/short int 等同于 int16_t。

【讨论】：

int32_t 不是标准类型是什么意思？ sizeof(short) 可能 > 2。
可能是，也可能不是等效的。它是一个标准-typedef，如果实现有合适的类型，在C99中（并且可能向后移植）。
这是来自上面的评论：“不幸的是，我的编译器不存在 int16_t”。出于这个原因，我说 int32_t 也不是普通类型。