发出清除 128 位整数数组中的位答案

【问题标题】：Issue clearing bits in 128 bit integer array发出清除 128 位整数数组中的位
【发布时间】：2018-03-12 07:35:12
【问题描述】：

我对这个程序的目标是我希望能够将 1000 位分别设置为 0 或 1，为此我使用的是 128 位整数数组。

现在的问题是，当我简单地清除_bit(3) 时，第 35 位也被清除（反之亦然）。 3 和 35 总是一起清除，4 和 36、5 和 37 等也是如此。所以显然有一个模式。我只想清除 3 而其余的保持 1。

任何想法为什么会发生这种情况？谢谢！

#include <stdio.h>

__uint128_t array [(1000/128) + 1];

// Set bit to 0.
void clear_bit(int k)                
{
    array[k/128] &= ~(1 << (k%128));
}

// Find the value of bit.
int test_bit(int k)
{
    return((array[k/128] & (1 << (k%128) )) != 0);     
}

// Set bit to 1.
void set_bit(int k)
{
    array[k/128] |= 1 << (k%128);  // Set the bit at the k-th position in A[i]
}

int main (void)
{
    // Set all bits to 1.
    for(int i = 0; i < 40; i++) {
        set_bit(i);
    }

    // I want to clear bit 3, but it also clears 35 for an unknown reason.
    clear_bit(3);

    for(int i = 0; i < 40; i++) {
        printf("%d is now:%d\n", i, test_bit(i));
    }

    return (0);
}

【问题讨论】：

~(1 << (k%128)) 的任何部分都不是 __uint128_t 数学。如果您想使用 __uint128_t，则需要注意如何将 int 与它们混合。
1 << (k%128) --> ((__uint128_t)1) << (k%128)。海事组织，使用unsigned
@chux 哇，谢谢老兄，你解决了我的全部问题！把它放在一个答案中，我会接受它。 ;) 另外，“使用无符号”是什么意思，我们已经在使用无符号 int128 了，不是吗？
1) 考虑#define UNS_WIDTH (CHAR_BIT*sizeof(unsigned)) unsigned array [(1000 + UNS_WIDTH - 1)/UNS_WIDTH]; ... array[k/UNS_WIDTH] &= 1u << (k%UNS_WIDTH);
我会使用自己的平台整数的本机大小（32 或 64）来代替。 .

标签： c integer bit-manipulation bit int128

【解决方案1】：

OP 的代码没有使用 1 << (k%128) 的 128 位数学。 @user2357112

确保整数数学运算至少使用 128 位数学运算。

array[k/128] &= ~(1 << (k%128));
array[k/128] &= ~((__uint128_t)1 << (k%128));

或者，以可移植方式使用unsigned，unsigned 的位宽应为 16,32 64, 36 等。无需依赖 __uint128_t。

#include <limits.h>
#define UNS_WIDTH (sizeof(unsigned)*CHAR_BIT)

unsigned array[(1000 + UNS_WIDTH - 1)/UNS_WIDTH];

void clear_bit(int k) {
  array[k/UNS_WIDTH] &= ~(1u << (k%UNS_WIDTH));
}

最好确保1 是unsigned 和1u。

【讨论】：

【解决方案2】：

我建议使用平台寄存器的本机大小。只需比较生成的代码（在此示例中为 64 位平台） - https://godbolt.org/g/Y316vU

__uint128_t array [(1000/128) + 1];
uint64_t array1[(1000/64) + 1];

void assignBit64(unsigned bit, unsigned value)
{
    array1[bit >> 6] &= ~((uint64_t)1 << (bit & 63));
    array1[bit >> 6] |= ((uint64_t)!!value) << (bit & 63);
}

void assignBit128(unsigned bit, unsigned value)
{
    array[bit >> 7] &= ~((__uint128_t)1 << (bit & 127));
    array[bit >> 7] |= ((__uint128_t)(!!value)) << (bit & 127);
}


void resetBit64(unsigned bit)
{
    array1[bit >> 6] &= ~((uint64_t)1 << (bit & 63));    
}

void resetBit128(unsigned bit)
{
    array[bit >> 7] &= ~((__uint128_t)1 << (bit & 127));
}

void setBit64(unsigned bit)
{
    array1[bit >> 6] |= ((uint64_t)1 << (bit & 63));    
}

void setBit128(unsigned bit)
{
    array[bit >> 7] |= ((__uint128_t)1 << (bit & 127));
}

【讨论】：