What is n= n ^1U<<i?

Question

我在这里面临的问题是理解循环中每次迭代中n值的变化。
如果你可以通过2-3次迭代来解释它，那就太棒了。 更正 - 返回值应该是32位的....将所有位从0更改为1，1变为0。

long fun(long n)
{
    for(int i = 0; i < 32; i++)
        n = n ^ 1U << i;
    return n;
}   

- akshayroy

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n is a variable (argument) of type long - eerorika

你了解运算符优先级以及按位异或和位移操作的作用吗？那么理解它的功能应该很容易。 - Lukas-T

fun 函数的返回类型是什么？long 的大小已知吗？ - Eric Postpischil

Answer 1

i为计数器。
1U << i是一个单独的无符号位（LSB），在每个回合中向左移动i位，即它扫描位位置0001、0010、0100、1000（请读取为二进制）。
n = n ^ 1U << i将n设置为n和移位位的异或。也就是说，它逐位完全地对n进行异或。
结果是完全反转的n。

让我们看一下在示例13（二进制中为1101）上进行4次迭代。

1101 ^ 0001 is 1100
1100 ^ 0010 is 1110
1110 ^ 0100 is 1010
1010 ^ 1000 is 0010

0010 is 1101 ^ 1111

正如Eric Postpischil所提到的:

函数的参数n是一个long，但是代码只遍历了32位中的i。它翻转了n中的低32位，而高位（如果有）则没有改变。
如果long是32位，则在某些情况下，n = n ^ 1U << i 的实现定义，因为long与unsigned int的异或将导致unsigned long，并且，如果结果值不能表示为long，则结果是实现定义的。

如果我们假设适当的输入n，例如能够用32位宽类型表示，或者仅翻转较低位是有意的，则这就不是问题。
请注意，根据Eric的评论，long隐式地被视为带符号数，这意味着准 MSB并不完全可用于值表示(无论是2补数还是1补数还是符号表示)，因为一半的范围用于负值。通过异或切换它可以潜在地产生奇怪的影响。

- Yunnosch

Answer 2

它将翻转n的低32位。总效果与只执行n ^= 0xFFFF相同。

在您的代码中，n是long类型。如果您使用的是32位编译器，则它将具有32位，但在其他编译器上可能会更长。

如果展开循环，您将得到以下内容：

n = n ^ 1U << 0;
n = n ^ 1U << 1;
n = n ^ 1U << 2;
...

由于<<的优先级高于^，因此结果将解析为：

n = n ^ 1;
n = n ^ 2;
n = n ^ 4;
...

最终效果是它逐位翻转32位的n。

- Hines77

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函数的参数n是一个long类型，但代码只迭代了32位的i。它会翻转n中的低32位，高位（如果有）则不变。 - Eric Postpischil

如果long是32位的，那么n = n ^ 1U << i在某些情况下是实现定义的，因为^操作符将long与unsigned int进行运算会得到一个unsigned long，如果结果不能被表示为long，则结果是实现定义的。 - Eric Postpischil