如何从32位数字中提取位？

Question

如何从32位数字中提取位？

cbinaryhexbit-manipulationbit

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我对C语言的知识不是很了解，由于我的同事休假，我遇到了一个问题。

我有一个32位数字，需要从中提取一些位。我已经阅读了一些讨论帖，但仍然不清楚如何操作。如果有人能帮助我，我将非常感激。

以下是我需要完成的示例：

假设十六进制数= 0xD7448EAB。
二进制为= 1101 0111 0100 0100 1000 1110 1010 1011.
我需要提取16位，并输出该值。我想要的是第10到25位。

忽略较低的10位（十进制），即10 1010 1011被忽略。
忽略上面的6位（溢出），即1101 01被忽略。

剩下的16位数据需要作为输出，即11 0100 0100 1000 11（斜体数字是所需的输出）。

这只是一个示例，我将一直得到不同的十六进制数字，并且需要提取与我解释的相同的位。

我该如何解决？
谢谢。

对于此示例，您将输出1101 0001 0010 0011，即0xD123或十进制的53539。

- user3267877

你需要一直保持二进制形式吗？或者你能够将十六进制值转换为二进制，然后将二进制值转换为字符串。然后你只需取出你感兴趣的子字符串，并根据需要将其转换回二进制/十六进制即可。 - dub stylee

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使用“&”运算符将您的值与一个设置了您所感兴趣的位的掩码进行“与”操作，然后向右移动结果（“>>”运算符）以将它们与第零位对齐。 - 500 - Internal Server Error

4个回答

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你需要使用掩码来获取所需的位。掩码是你可以使用的数字，用于以你想要的方式筛选位（保留位、删除/清除位、修改数字等）。你需要了解的是AND、OR、XOR、NOT和移位操作。对于你所需要的，只需要几个。

你知道移位: x << y 可以将位从x*y个位置向左移动。

如何按顺序设置x位为1： (1 << x) - 1 如何从y到y+x开始按顺序设置x位为1： ((1 << x) -1) << y 上述是你所需的位掩码。例如，如果你想要0xD7448EAB的16位，在10到25之间，你将需要上述掩码，其中x = 16，y = 10。

现在，只需使用AND运算符对你的数字0xD7448EAB与上述掩码进行“AND”操作，然后你就会得到所需的掩码0xD7448EAB，其中仅包含你想要的位。稍后，如果你想逐个处理每个位（位于位置0），则需要将结果向右移动10位并逐个处理。

这样的设计可能有点长，但比直接硬编码使用0xff或其他更好。

- webuster

嗨，webuster，我发现你的内容比较容易理解，所以我尝试计算数值，但是输出结果似乎不正确。我在十六进制模式下使用程序员计算器。1<<16 = 400000-1= 3fffff。现在3fffff << 10 = 3fffff0000 & D7448eab = D7440000 = 11010111010001000000000000000000（二进制）。输出结果与要求不符。如果我做错了什么，请告诉我。 - user3267877

(1 << 16) - 1 = ffff。在计算器中所做的是将1左移16位，即用十六进制的22表示。尝试将1左移10位（二进制为16），你会得到正确的结果。 - webuster

我也这样做了，结果是一样的 (1<<10)-1=ffff <<10 = ffff0000 & 0xD7448EAB = D7440000 = 11010111010001000000000000000000。需要忽略前六位，如果你检查一下，它们没有被忽略，因此结果不正确。我需要的结果是1101 0001 0010 0011。 - user3267877

你一直犯着同样的错误，使用十六进制而不是十进制进行Lsh-ing和Rsh-ing。在十六进制中，使用10进行Lsh-ing意味着向左移动16位。十进制10的十六进制数字为A。因此，您应该进行的移位方式是FFFF << A。所以步骤如下（关于计算器）：1 << 10，然后-1 => FFFF。然后FFFF << A = 3FFFC00。然后D7448EAB & 3FFFC00是3448C00，二进制表示为1101 0001 0010 0011，正如您所需。 - webuster

Webbuster，这非常有帮助。非常感谢。 - user3267877

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我将上面的前两个答案结合起来编写了一个C程序，可以提取32位无符号整数的任意位（不仅仅是10到25位）。该函数的工作方式是返回num的lo到hi位（包括这两位）。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

unsigned extract(unsigned num, unsigned hi, unsigned lo) {
    uint32_t range = (hi - lo + 1);  //number of bits to be extracted
    //shifting a number by the number of bits it has produces inconsistent 
    //results across machines so we need a special case for extract(num, 31, 0)
    if(range == 32)
        return num;
    uint32_t result = 0;
    //following the rule above, ((1 << x) - 1) << y) makes the mask:
    uint32_t mask = ((1 << range) -1) << lo;
    //AND num and mask to get only the bits in our range
    result = num & mask;
    result = result >> lo; //gets rid of trailing 0s
    return result;
}
int main() {
    unsigned int num = 0xd7448eab;
    printf("0x%x\n", extract(num, 10, 25));
}

- Catherine

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我想要第10到25位的比特。

你可以这样做：

unsigned int number = 0xD7448EAB;
unsigned int value = (number & 0x3FFFC00) >> 10;

或者这个：

unsigned int number = 0xD7448EAB;
unsigned int value = (number >> 10) & 0xFFFF;

- Remy Lebeau

无符号整数 number = 0xD7448EAB; unsigned int value = (number & 0x3FFFC00) >> 10; 这是完全正确的。唯一需要更改的是将>>10改为>>8。我已经解决了。谢谢 - user3267877

使用 >> 10 是你所要求的正确方式。而使用 >> 8 将会给你第8到23位上的位值，这并不是你所要求的。 - Remy Lebeau

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- samiam · Accepted Answer

好的，这是我写的方式：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

main() {
    uint32_t in = 0xd7448eab;
    uint16_t out = 0;

    out = in >> 10; // Shift right 10 bits
    out &= 0xffff;  // Only lower 16 bits
    printf("%x\n",out);
}

< p > in >> 10将数字向右移动10位；& 0xffff丢弃除了最低16位之外的所有位。