C 语言学习(3)---- C语言中的位运算和宏定义

深碍√TFBOYSˉ_ 2024-03-17 17:51 57阅读 0赞

## **1.常用的位运算操作** ##

#### **设置/清零、取反某些位** ####

对某一位置 1，需要用和 1 按位或的方法；

对某一位置 0，需要用和 0 按位与的方法；

对某一位翻转，需要用和 1 按位异或的方法；

使用宏定义实现的方法如下：

#define setbit(x,y) x |= (1 << y)
    
    #define clrbit(x,y) x &= ~(1 << y) 
    
    #define reversebit(x,y) x ^= (1 << y )

#### **对齐操作** ####

一般对于存储内存地址的变量，需要做内存对齐操作，对齐数量通常都是 2 的倍数，比如 2/4/8/16 位对齐，相对应的二级制是 10（BIN），100（BIN），1000（BIN），10000（BIN）；所以对齐的方式是对最后几位二进制位直接置 0 实现是向后对齐，向前对齐是在 value 上加上 base -1 的值

使用宏定义的实现方法如下：

// align back remove tail
    #define tAlign(value, base)  value & ~(base - 1)
    
    // align front add forward
    #define sAlign(value, base)  ((value) + (base - 1))/(base) * base
    
    // align front add forward
    #define mAlign(value, base)  ((value)+ (base - 1) & (~(base - 1)))

#### **取出特定的位** ####

对于一个 int 类型 4字节的整型数，按照 8bit 的方式获取高低位的方法如下：

uint32_t temp = 0x12345678;
    printf("test get bits demo \n");
    printf("31 ~ 24bits %x \n", (temp & (0xff << 24)) >> 24);
    printf("24 ~ 16bits %x \n", (temp & (0xff << 16)) >> 16);
    printf("16 ~ 8bits %x \n", (temp & (0xff << 8)) >> 8);
    printf("8 ~ 0bits %x \n", (temp & (0xff << 0)) >> 0);

也可以使用下面的宏：

#define BIT_M_TO_N(x, m, n) ((unsigned int)(x << (31-(n))) >> ((31 - (n)) + (m)))
    
    //BIT_M_TO_N(x, 0, 7)  ((unsigned int)(x << (31 - (7))) >> ((31 - (7)) + (0)))
    //BIT_M_TO_N(x, 0, 7)  ((unsigned int)(x << 24) >> ((24) + (0)))

先左移特定的位数，低位补0，默认是无符号类型，所以再进行**逻辑右移**，将低位的值丢弃，这个宏有一般性，可以获取任意的 \[m,n\] **m ~n 连续** 的数值：

printf("%x \n", BIT_M_TO_N(0x12345678, 0, 7));
    printf("%x \n", BIT_M_TO_N(0x12345678, 8, 15));
    printf("%x \n", BIT_M_TO_N(0x12345678, 16, 23));
    printf("%x \n", BIT_M_TO_N(0x12345678, 24, 31));

#### **对特定的字节清零** ####

#define CLEAR_LOW_BYTE0(x) (x &= 0xffffff00)  /* 清零第0个字节 */
    #define CLEAR_LOW_BYTE1(x) (x &= 0xffff00ff)  /* 清零第1个字节 */
    #define CLEAR_LOW_BYTE2(x) (x &= 0xff00ffff)  /* 清零第2个字节 */
    #define CLEAR_LOW_BYTE3(x) (x &= 0x00ffffff)  /* 清零第3个字节 */
    
    #define  SET_LOW_BYTE0(x)    (x |= 0x000000ff)    /* 第0个字节置1 */    
    #define  SET_LOW_BYTE1(x)    (x |= 0x0000ff00)    /* 第1个字节置1 */    
    #define  SET_LOW_BYTE2(x)    (x |= 0x00ff0000)    /* 第2个字节置1 */    
    #define  SET_LOW_BYTE3(x)    (x |= 0xff000000)    /* 第3个字节置1 */

## **2.常用的宏的使用方法** ##

#### 使用 \# 将标志符转换为字符串 ####

//  标记前使用“#”特殊符号将其转换为字符串的标记
    #define TOSTR(n) #n
    
    printf("tostring %s \n", TOSTR(hello));
    
    int var_a = 100;
    printf("%s = %d \n", TOSTR(var_a), var_a);

#### 使用\#\#将两个标志符以字符串的方式连接 ####

//## 用于将两个标志符用字符串的方式连接
    #define CONNECT(a, b) a##b
    const char *pstr = "Follow your heart";
    printf("%s = %s\n", TOSTR(ptr), pstr);
    
    printf("connect a b %d \n", CONNECT(var, _a));
    
    const char *p = "hello world";
    CONNECT(debug, Printf)("%s \n", p); // using connect as function name

#### **可变参数宏的定义** ####

使用 \#\#\_\_VA\_ARGS\_\_ 表示是传入的可变参数，跟前面的 字符串类型的 fmt 配合，将可变参数传递到另一个支持可变参数的函数上

#define DBGPRINT(fmt, ...) printf("DEBUG:[%s] line:%d " fmt, __FUNCTION__, __LINE__, ##__VA_ARGS__);
    
    DBGPRINT("demo printf %s var_a = %d\n", p, var_a);