有条件使用位运算符

Question

条件运算符如何使用按位运算符表示？

这是一个家庭作业问题，我必须仅使用按位运算来实现条件运算符。如果允许

if

语句，那就很简单，但它必须是严格的按位运算符。

只能使用运算符

!

、

~

、

&

、

^

、

|

、

+

、

>>

和

<<

》。不能使用

if

语句或循环。

该函数需要三个整数，其工作方式与普通条件运算符类似。第一个参数被评估为零或非零。如果第一个参数为零，则返回第二个参数。如果第一个参数非零，则返回第三个参数。

我希望有一个简单的算法可以解决这个问题。任何关于从哪里开始的想法都会有很大的帮助。

Answer 1

是否允许使用移位作为按位运算符？允许算术运算符吗？

您的编辑并不完全清楚，但我认为您需要实现等效的

a ? b : c

其中

a

、

b

和

c

是整数。这又相当于

a != 0 ? b : c

实现这一目标的一种方法是找到一种仅使用按位运算符将

a

的非零值转换为全 1 位模式的方法。如果我们弄清楚如何做到这一点，那么剩下的事情就很容易了。现在，我并没有立即记得任何可以做到这一点的巧妙技巧（我相信它们确实存在），而且我不确定哪些运算符是允许的，哪些是不允许的，所以现在我只使用类似的东西

a |= a >> 1; a |= a >> 2; a |= a >> 4; a |= a >> 8; a |= a >> 16;
a |= a << 1; a |= a << 2; a |= a << 4; a |= a << 8; a |= a << 16;

对于 32 位整数类型，如果（且仅当）原始

a

中至少设置了一位，则上述操作应导致

a

的所有位都设置为 1。（假设我们正在工作使用无符号整数，以避免与有符号值移位相关的问题）。再说一次，我确信一定有更聪明的方法来做到这一点。例如：

a = !a - 1

，但不知道

!

和

-

是否允许

一旦我们这样做了，原来的条件运算符就相当于

(a & b) | (~a & c)

完成。

Answer 2

基本上不是。条件运算符将仅计算第二个或第三个操作数中的one；位运算符总是计算两个操作数。

我认为从按位运算符开始考虑条件运算符确实没有意义......例如，如果第二个和第三个操作数是指针类型，您就不会想考虑那些 在按位运算方面，你会吗？将条件运算符与按位运算符分开对待 - 尝试合并它们不会给自己带来任何好处。

Answer 3

我认为OP正在寻找一种方法来表达通常需要无分支方式条件的事物。例如（假设

unsigned x,y,z;

和

x

以

INT_MAX

为界）：

if (x>2) y+=z;

可表示为：

y += z & -(2-x >> sizeof(unsigned)*CHAR_BIT-1);

我之所以想到这个例子，是因为我曾多次在“无分支二进制排序”中使用它。当被搜索的数组的大小恒定时，这允许将搜索循环完全展开为一系列没有分支的操作，并且每步仅编译为几个操作码。那些反对编写“C 汇编程序”的人可能更喜欢这样写：

y += (x>2) ? z : 0;

并希望编译器生成等效的位掩码或

cmov

指令。 :-)

Answer 4

如果您指的是三元选择运算符，则可以使用按位运算来表示，但仅限于某些情况（实际上，在某些情况下使用按位运算是一种优化）。例如：

(getsomevalue() == 1) ? somepointer : NULL;

可以表示为

somepointer & ~((unsigned)(getsomevalue()) - 1);

假设

getsomevalue()

仅返回 1 或 0（又名 BOOL）

Answer 5

这是一篇旧帖子，但当我为我的班级分配类似的作业时，我发现了它。这篇文章中的答案使用了太多的运算符来满足要求（最多 16 个运算符）。然而，在概念上仍然很有帮助。

这是我最终找到的解决方案：

一个？乙：丙

x = a >> 31; //如果为正则为 00...00 如果为负则为 11...11

y = (~a + 1) >> 31; //如果为正，则为 11...11；如果为负，则为 00...00

//如果 a 为零，则 x 和 y 都应该为 0，因为 y def 中的+1

z = x |是；

解决方案 (z 和 b) | (~z & c);

这是利用 C 中的移位是算术而非逻辑这一事实。

Answer 6

在最基本的层面上，它变成了电子产品。请参阅这个。我想不出任何其他应用程序来回答你的问题。