"检查位标志"是如何工作的？

Question

我看过其他关于这个问题的提问，但它们没有回答我的问题。

在下面的代码中，我明白它检查那个位是否设置了，但我的问题是为什么要这么做？

bool test(uint8_t& flag)
{
   return flag & (1 << 4);
}

我不明白为什么它返回一个bool类型并且可以工作，flag是uint8_t类型且1 << 4应该是这样的00010000（我想）。为什么该代码会返回所需单个位的值而不是最右边的或类似的值？

- LuissRicardo

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你能选择一种编程语言吗？你是在使用 C 还是 C++？看起来像是 C++，但我想确认一下。 - Shafik Yaghmour

@KarolyHorvath：看到使用bool关键字，我会认为C与此无关。 - PlasmaHH

@PlasmaHH: #include <stdbool.h>。C++的提示是按引用传递（顺便说一下，在这里没有意义），但除此之外，两种语言的答案是相同的。 - Karoly Horvath

那还不包括标题中的 C++ 呢。 :) - ctor

是的，我正在使用C++。对于造成的困惑，我很抱歉。 - LuissRicardo

Answer 1

C++草案标准的第4.12节 布尔转换指出(重点在此):

算术、未作用域枚举、指针或成员指针类型的prvalue可以转换为bool类型的prvalue。零值、空指针值或空成员指针值转换为false；任何其他值转换为true。对于直接初始化(8.5)，std::nullptr_t类型的prvalue可以转换为bool类型的prvalue；结果值为false。

因此，任何非零值都将被转换为true。

你对1 << 4的结果表示怀疑，我们可以使用std::bitset进行快速检查:

#include <bitset>
#include <iostream>

int main() 
{
    std::bitset<8> b1(1<<4);

    std::cout << b1 << std::endl ;

    return 0;
}

我们可以看到结果确实是00010000, 因为按位与只有在两个操作数的位都为1时才将一个位设置为1，因此flag & (1 << 4)的结果只有当flag的第五个位也是1时才会是非零。

- Shafik Yaghmour

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我以前已经点赞过了，但提到 std::bitset 至少值得再加一个赞 ;) ... - πάντα ῥεῖ

谢谢，我现在明白了。那个功能确实很有用。 - LuissRicardo

Answer 2

一个int可以转换为一个bool。如果它的值是零，转换后的值是false，否则它是true。 自己来试一下：

bool f = 0;
bool t = 5;

整型、浮点型、无作用域枚举类型、指针类型和成员指针类型的 prvalues 可以被转换为 bool 类型的 prvalues。

值为零（对于整型、浮点型和无作用域枚举类型）以及空指针和空成员指针值变为 false。所有其他值变为 true。

参见：cppreference

- Sebastian Hoffmann

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注意：您会经常看到这个用法，特别是形如if (integer)的表达式。 - Karoly Horvath

谢谢，即使我已经使用它了，但只使用1（true）或0（false），我不知道0代表false，而其他任何值都代表true。 - LuissRicardo

Answer 3

&运算符执行按位布尔AND操作。这意味着仅当两个输入都设置了一个位时，最终输出中才会设置该位，例如：

  00011100
& 01010101
  --------
= 00010100

  11010101
& 01010101
  --------
= 01010101

因此，如果您使用的掩码只有一个位被设置，如果该位未被设置，则它将返回0，如果已设置，则返回非零值，例如：

  11110111
& 00001000
  --------
= 00000000

  00001111
& 00001000
  --------
= 00001000

那么，由于C++在转换为布尔值时将任何非零值视为true，将零视为false，因此该函数有效。

- Jack Aidley

Answer 4

由于这也被标记为C，C99有如下规定：

6.3.1.2 布尔类型

1 当任何标量值被转换为_Bool时，如果该值与0相等，则结果为0；否则，结果为1。

- nmichaels