Назначение битов 64-битной переменной

Question

Я немного новичок в битовых операциях. Я пытаюсь сохранить информацию в переменной int64_t следующим образом:

int64_t u = 0;

for(i=0;i<44;i++)
   u |= 1 << i;

for(;i<64;i++)
   u |= 0 << i;

int t = __builtin_popcountl(u);

и то, что я намеревался с этим, было сохранить 44 1 в переменной u и убедиться, что все оставшиеся позиции равны 0, поэтому "t" возвращает 44. Однако, это всегда возвращает 64. С другими переменными, например, int32, это также дает сбой. Зачем?

Answer 1

Тип выражения обычно определяется самим выражением, а не контекстом, в котором оно появляется.

Ваша переменная u имеет тип int64_t (Между прочим, uint64_t было бы лучше, так как вы выполняете побитовые операции).

В этой строке:

u |= 1 << i;

поскольку 1 имеет тип int, 1 << i также имеет тип int, Если, как обычно, int 32 бита, это имеет неопределенное поведение для больших значений i,

Если вы измените эту строку на:

u |= (uint64_t)1 << i;

это должно делать то, что вы хотите.

Вы также можете изменить 1 в 1ULL, Это дает ему тип unsigned long long, который гарантированно должен быть не менее 64 бит, но не обязательно того же типа, что и uint64_t,

Answer 2

Когда вы сдвигаете старший бит 32-разрядного целого числа и преобразуете в 64-разрядный, знаковый бит будет проходить через верхние 32 бита; который вы будете ИЛИ при установке всех 64 бит, потому что ваш литерал '1' является 32-битным целым числом со знаком по умолчанию. Сдвиг также не повлияет на старшие 32 бита, поскольку значение только 32 бита; однако преобразование в 64-разрядное будет, когда конвертируемое значение будет отрицательным.

Это можно исправить написав свой первый цикл следующим образом:

for(i=0;i<44;i++)
   u |= (int64_t)1 << i;

Более того, этот цикл ничего не делает, так как ORing с 0 не изменит значение:

for(;i<64;i++)
   u |= 0 << i;

Answer 3

1. __builtin_popcountl принимает значение без знака в качестве его параметра, который не всегда является 64-разрядным целым числом. Я лично использую __builtin_popcountll, который занимает много времени. Похоже, это не так для вас
2. Целые числа имеют тип int по умолчанию, и, сдвигая int на что-либо больше или равное 32 (точнее, размер int в битах), вы получаете неопределенное поведение. Правильное использование: u |= 1LL << i; Здесь LL стоит долго долго.
3. Ориентация с нуля ничего не делает. Вы не можете просто установить бит на определенное значение, вы должны либо ИЛИ с маской (если вы хотите установить некоторые биты в 1 с), либо И с отрицанием маски (если вы хотите установить некоторые биты в 0), отрицание выполняется с помощью тильда (~).