C设置一个位(位操作)
C设置一个位(位操作)
提问于 2016-09-05 15:46:14
我正在对一个工业plc进行编程，我必须处理一些位，以便与VFD进行profi总线通信。我得到一个2字节的状态，并且必须发送2字节的命令。对于此操作，我必须设置位以使VFD运行。例如：
Byte n+1 Byte n
PLC --> --------------------- --------------- --> VFD
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
---------+--------- | | | | -+- | | +- 0: Reglersperre / Freigabe
| | | | | | | +--- 1: Freigabe / Schnellstopp
| | | | | | +----- 2: Freigabe / Halt
| | | | | +-------- 3..4: reserviert = 0
| | | | +------------5: Parametersatz-Umschaltung
| | | +------------- 6: Reset
| | +--------------- 7: reserviert = 0
| |
| +----------------- 8: Lüften der Bremse ohne Antreibsfreigabe
+---------------------------- 9..15: reserviert = 0因此，我必须将位0置1，才能将VFD设置为工作模式。然后我需要设置位2来启动驱动器。
现在我找到了一个描述比特处理的question，我认为这个解决方案应该可以工作，但我并不是真的理解它。
有没有人能解释一下为什么这个方法有效或者不有效？
uint16_t change_bit(uint16_t command, unsigned int bit_nr, unsigned int val) {
/* command = 2byte command; bit_nr = bit to manipulate;
val = value bit should get (1;0) */
command ^= (-val ^ command) & (1U << bit_nr);
return command;
}回答 2
Stack Overflow用户
回答已采纳
发布于 2016-09-05 18:51:56
这确实是一个巧妙的技巧，可以在没有分支的情况下进行一些修改。这里有一个假设你理解按位运算符是如何工作的解释。
让我们从重新排列表达式开始
(-val ^ command) & (1 << bit_nr)首先，让我们交换-val和command
(command ^ -val) & (1 << bit_nr)然后，应用分配律
(command & (1 << bit_nr)) ^ (-val & (1 << bit_nr))现在，认识到(假设二进制补码)如果val为0，-val为0(未设置位)，如果val为1，-val为-1 (所有位均已设置)
(command & (1 << bit_nr)) ^ (val ? (1 << bit_nr) : 0)因此可以将赋值重写为if语句
if (val)
command ^= (command & (1 << bit_nr)) ^ (1 << bit_nr);
else
command ^= command & (1 << bit_nr);如果val为1，则bit_nr位置的位为XORed，其取反的值始终设置该位。如果val为0，则该位为XORed，其自身始终清除该位。所有其他位都为0的XORed，保持不变。
下面是一个可读性更好的无分支版本，它用位操作换来了移位操作：
uint16_t change_bit(uint16_t command, unsigned int bit_nr, unsigned int val) {
// Always clear the bit.
command &= ~(1u << bit_nr);
// Set the bit if val == 1.
command |= val << bit_nr;
return command;
}Stack Overflow用户
发布于 2016-09-05 16:19:13
这似乎是有效的，但它是非常令人惊讶的，并不是很清楚。有人说它“太聪明了”。一种更清晰的方法可能是：
uint16_t change_bit(uint16_t command, unsigned int bit, bool value)
{
const uint16_t mask = 1u << bit;
if(value)
return command | mask;
else
return command & ~mask;
}这里面有一个跳跃( if)，但是一个聪明的编译器可能会优化它。如果它不是非常关键的性能代码，它通常是更好的清晰。
请注意，在进行位级操作时，使用无符号类型通常是一个好主意。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/39325931
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