C语言位操作

2023-11-01 17:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

信息是以比特流的方式传输的，类似01000001。在传输过程中，有可能会发生错误，比如，我们存储了01000001，但是取出来却是01000000，即低位由0变成了1。为了检测到这种错误，我们可以通过“奇偶校验”来实现。假如，我们存储的数据是一个字节，8个比特位，那我们就可以计算每个字节比特位是1的个数，如果是偶数个1，那么，我们就把第九个位设为1，如果是奇数个1，那么就把第九个位设为0，这样连续9个字节比特位为1的位数肯定是奇数。这中方法叫做“奇校验”，“偶校验”和此类似。当然，在实际应用中，也可以把一个字节的前7位作为数据位，最后一个为作为校验位。

1、奇偶校验的常规方法： unsigned int v; // 待检测的数字 bool parity = false; //初始判断标记 while (v) { parity = !parity; v = v & (v - 1); }

通过while循环，每执行一次，v中1的数目就会减少1，如果v中1的数目为奇数，则parity=true，否则parity=false。

2、通过构建字典表进行奇偶校验： static const bool ParityTable256[256] = { # define P2(n) n, n^1, n^1, n # define P4(n) P2(n), P2(n^1), P2(n^1), P2(n) # define P6(n) P4(n), P4(n^1), P4(n^1), P4(n) P6(0), P6(1), P6(1), P6(0) };

通过嵌套宏定义，制作一张包括0~255各个数字中包含1的个数，其中包含偶数个1，则ParityTable256[i]=0，否则ParityTable256[i]=1；

如果要判定char类型的b中i的个数的奇偶，可以直接使用下面的代码：

unsigned char b; bool parity = ParityTable256[b];

而对于32-bit的数，则使用下面的代码：

unsigned int v; v ^= v >> 16; v ^= v >> 8; bool parity = ParityTable256[v & 0xff];

原理：

（1）通过v^=v>>16，将v中的低16位与高16位进行按位或（^）操作，相当于0~16位保留1的总个数的奇偶与v中的1的总个数的奇偶相同；

（2）通过v^=v>>8,将v中的9~16位与0~8位进行按位或（^）操作，相当于0~8位保留1的总个数的奇偶与0~16中1的总个数的奇偶相同；

（3）通过（1）（2）操作，最初v中1的总个数的奇偶与最后v中1~8位中1的总个数的奇偶相同，v&0xff相当于获取v中1~8比特位的1，然后再查表即可。

或者使用如下的代码：

unsigned char * p = (unsigned char *) &v; parity = ParityTable256[p[0] ^ p[1] ^ p[2] ^ p[3]];

原理：取v的地址，并进行强制类型转换为char*，

e.g. v=1234

二进制表示为：

00000000 00000000 00000100 11010010

p[0]:11010010

p[1]:00000100

p[2]:00000000

p[3]:00000000

^------------

11010110

通过p[0] ^ p[1] ^ p[2] ^ p[3]] 操作，将p[i]中的所有的1都放在一个8位的数中，然后查表即可

3、使用64位乘法与模除法进行奇偶校验 unsigned char b; bool parity = (((b * 0x0101010101010101

原理： 0x0101010101010101ULL：//0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001

0x8040201008040201ULL：//1000 0000 0100 0000 0010 0000 0001 0000 0000 1000 0000 0100 0000 0010 0000 0001

0x1FF : //0001 1111 1111

b * 0x0101010101010101ULL 将1~8位设置为b的二进制比特位，

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