18-另一个例子

15.3.9　另一个例子

我们来看另一个例子。这次要编写的函数用于切换一个值中的后 n 位，待处理值和 n 都是函数的参数。

～运算符切换一个字节的所有位，而不是选定的少数位。但是， ^ 运算符（按位异或）可用于切换单个位。假设创建了一个掩码，把后 n 位设置为 1 ，其余位设置为 0 。然后使用 ^ 组合掩码和待切换的值便可切换该值的最后 n 位，而且其他位不变。方法如下：

int invert_end(int num, int bits)
{
     int mask = 0;
     int bitval = 1;
     while (bits–– > 0)
     {
          mask |= bitval;
          bitval <<= 1;
     }
     return num ^ mask;
}

while 循环用于创建所需的掩码。最初， mask 的所有位都为 0 。第1轮循环将 mask 的 0 号位设置为 1 。然后第2轮循环将 mask 的1号位设置为 1 ，以此类推。循环 bits 次， mask 的后 bits 位就都被设置为 1 。最后， num ^ mask 运算即得所需的结果。

我们把这个函数放入前面的程序中，测试该函数。如程序清单15.2所示。

程序清单15.2　 invert4.c 程序

/* invert4.c -- 使用位操作显示二进制 */
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
char * itobs(int, char *);
void show_bstr(const char *);
int invert_end(int num, int bits);
int main(void)
{
     char bin_str[CHAR_BIT * sizeof(int) + 1];
     int number;
     puts("Enter integers and see them in binary.");
     puts("Non-numeric input terminates program.");
     while (scanf("%d", &number) == 1)
     {
          itobs(number, bin_str);
          printf("%d is\n", number);
          show_bstr(bin_str);
          putchar('\n');
          number = invert_end(number, 4);
          printf("Inverting the last 4 bits gives\n");
          show_bstr(itobs(number, bin_str));
          putchar('\n');
     }
     puts("Bye!");
     return 0;
}
char * itobs(int n, char * ps)
{
     int i;
     const static int size = CHAR_BIT * sizeof(int);
     for (i = size - 1; i >= 0; i--, n >>= 1)
          ps[i] = (01 & n) + '0';
     ps[size] = '\0';
     return ps;
}
/* 以4位为一组，显示二进制字符串 */
void show_bstr(const char * str)
{
     int i = 0;
     while (str[i])  /* 不是空字符 */
     {
          putchar(str[i]);
          if (++i % 4 == 0 && str[i])
               putchar(' ');
     }
}
int invert_end(int num, int bits)
{
     int mask = 0;
     int bitval = 1;
     while (bits-- > 0)
     {
          mask |= bitval;
          bitval <<= 1;
     }
     return num ^ mask;
}

下面是该程序的一个运行示例：

Enter integers and see them in binary.
Non-numeric input terminates program.
7
7 is
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
Inverting the last 4 bits gives
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
12541
12541 is
0000 0000 0000 0000 0011 0000 1111 1101
Inverting the last 4 bits gives
0000 0000 0000 0000 0011 0000 1111 0010
q
Bye!