如何在C中从数字中提取特定位？

问题描述 投票：0回答：9

我需要在 C 中提取 

short
数据类型的特定部分（位数）。

例如，我有一个二进制 52504 为 11001101000 11000，我想要前 6 位（从 LSB --> MSB 即 011000 十进制 24）位和其余 10 位（11001101000 十进制 820）。

同样，我希望这个函数过于笼统，无法提取给定“开始”和“结束”的特定位数（即与某个十进制值等效的位块）。

我检查了其他帖子，但那些没有帮助，因为给定的功能不太通用。

我需要一些可以适用于 C 的 

short
数据类型的东西。

编辑

我有大小为 2048 字节的短数组。其中每个像素为 10 位。所以我的 16 位由每个字节组成，有时占用 2 个像素数据，有时占用 3 个像素数据。

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（像素：0,1） 10 位 + 6 位

然后（像素：1,2,3） 4 BITS（第一个像素剩余位）+ 10 BITS + 2 BITS。

等等..这种模式仍在继续...... 所以，我想提取每个像素并制作一个完整的数组，让每个像素完全占据整个字节（16 位），就像...... 1 个字节应包含 1 个数据像素，另一个字节应包含整个 16 位的其他像素值，依此类推。

c bit-manipulation bit bit-shift
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您需要了解两个构建块才能自己构建它：

  • 获取 
    N
    最低有效位需要构造一个 位掩码，末尾有 
    N
    。你这样做：
    ((1 << N)-1)
    。 
    1 << N
    是 
    2 ^ N
    ：它在第 
    1
    第一个位置有一个 
    N+1
    ，其后全是零。减去 1 即可得到所需的蒙版。
  • 删除 
    M
    最低有效位是简单的右移：
    k >> M

现在，从 

M
到 
N
的剪切算法变成了一个两步过程：将原始值 
M
位向右移动，然后使用掩码 
 执行逐位
AND
 N-M
那些。

#define LAST(k,n) ((k) & ((1<<(n))-1))
#define MID(k,m,n) LAST((k)>>(m),((n)-(m)))

int main() {
    int a = 0xdeadbeef;
    printf("%x\n",  MID(a,4,16));
    return 0;
}

此片段从 4（含）到 16（不包括）裁减位，并在运行时打印 

bee
。位从零开始编号。

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unsigned short extract(unsigned short value, int begin, int end)
{
    unsigned short mask = (1 << (end - begin)) - 1;
    return (value >> begin) & mask;
}

注意 

[begin, end)
是半开区间。

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可以这样做：

mask = ~(~0 << (end - start + 1));
value = (n >> start) & mask;

其中 

n
是原始整数，
value
是提取的位。

mask
的构造如下：

1. ~0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
2. ~0 << (end - start + 1) = 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000
   // assuming we are extracting 14 bits, the +1 is added for inclusive selection
   // ensure that end >= start
3. ~(~0 << (end - start + 1)) = 0000 0000 0000 0000 0011 1111 1111 1111

现在 

n
右移 
start
位，以将所需位左对齐。 然后按位 AND 给出结果。

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//To get value from specific position 'pos' to 'pos+offset' in number 'value'

#define bitGet(value, offset, pos) (((1ull << offset) - 1) & (value >> (pos - 1)))

//Set value 'newval' from position 'pos' to 'pos+offset' in number 'value'

#define bitSet(value, offset, pos, newval)  \
(~(((1ull << offset) - 1) << (pos - 1)) & value) | ((((1ull << offset) - 1) & newval) << (pos - 1))
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虽然这是一个非常老的问题，但我想添加一个不同的解决方案。使用宏，

/* 这里， startBit : 起始位位置（从 LSB 开始计数） endBit : 结束位位置（从 LSB 开始计数）。注意：endBit>startBit number ：从中提取位的数字 maxLength：数字的总位大小。 */ `

#include <stdio.h>
#define getnbits(startBit,endBit,number,maxLength) \
  ( number &  ( (~0U >> (maxLength-endBit)) & (~0U << startBit) )  ) 

int main()
{
    unsigned int num=255;
    unsigned int start=1,end=5,size=sizeof(num)*8;

    printf("Inputs : %d %d %d %d \n ",start,end,num,size);
    printf("Input number : %d\n",num);

    if(end>start)
    {
        int result = getnbits(start,end,num,size-1);
        printf("Output : %u\n\n",result);
    }
    else
        printf("Error : EndBit is smaller than starBit!\n\n");

    return 0;
}

`

输出： 输入：1 5 255 32
输入数量：255
输出：62

这里，255 = 11111111 和 62 = 00111110

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// This is the main project file for VC++ application project 
// generated using an Application Wizard.

#include "stdafx.h"

#using <mscorlib.dll>

using namespace System;


void fun2(int *parr)
{
    printf(" size of array is %d\n",sizeof(parr));
}
void fun1(void)
{
    int arr[100];
    printf(" size of array is %d\n",sizeof(arr));
    fun2(arr);
}

int extractBit(int byte, int pos) 
{
    if( !((pos >= 0) && (pos < 16)) )
    {
        return 0;
    }
    return ( ( byte & (1<<pos) ) >> pos);
}
int extractBitRange(int byte, int startingPos, int offset) 
{


   if(  !(((startingPos + offset) >= 0) && ( (startingPos + offset) < 16)) )
   {
        return 0;
   }
   return ( byte >> startingPos ) & ~(0xff << (offset + 1));
}

int _tmain()
{
    // TODO: Please replace the sample code below with your own.

    int value;
    signed int res,bit;
    signed int stPos, len;
    value = 0x1155;
    printf("%x\n",value);
    //Console::WriteLine("Hello World");
    //fun1();
    for(bit=15;bit>=0;bit--)
    {
        res =extractBit(value,bit);
        printf("%d",res);
    }
    stPos = 4;
    len = 5;
    res = extractBitRange(value, stPos, len);
    printf("\n%x",res);

    return 0;
}
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void  f(short int last, short int first, short int myNr){
      //construct mask for last bits
      short int mask=0;
      for(int i=0;i<last;i++)
       { mask+=1;
        mask<<1;}
      short int aux= myNr;
      aux=aux&mask; // only last bits are left
      //construct mask for first bits
      mask=0;
      for(int i=0;i<first;i++)
       { mask+=0x8000h;
        mask>>1;} 
      aux=myNr;  
      aux&=mask;
      aux>>last; // only first bits are left and shifted
}

您可以添加参数来获取值或其他东西

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unsigned int extract_n2mbits(unsigned int x, int n, int m)
{
unsigned int mask, tmp;
if (n < m) {
    n = n + m;
    m = n - m;
    n = n - m;
}
mask = 1 << (n - m + 1);
tmp = m;
while (tmp > 1) {
    mask = mask << 1 | 1 << (n - m + 1);
    tmp = tmp - 1;
}
return ((x & mask) >> (n - m + 1));
}
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我知道这是一个非常古老的问题，但显然仍然相关。这是我使用 

((1 << N)-1)
技巧来获取所需位掩码的贡献。这里没有询问，但我将提供两种提取和“存储”所需位的方法。假设 someValue 在位 0-1 处保存一个名为 
foo
的 2 位字段，在位 3-5 处保存一个名为 
bar
的 3 位字段。让我们进一步假设您有一个代码生成器将偏移量硬编码到 setter 和 getter 中以简化界面，因为您当然这样做了。
uint8_t someValue = 0;

inline uint8_t getFoo() const {
  //start bit = 0, size in bits = 2, end = 2
  uint8_t mask = (1 << (2 - 0)) - 1; //end-start-1
  return (someValue >> 0) & mask; //shift back by start
}

inline void setFoo(uint8_t foo) {
  someValue &= ~(((1 << (2 - 0)) - 1) << 0); //end-start-1, shift by start
  someValue |= foo << 0; //shift by start
}

inline uint8_t getBar() const {
  //start bit = 3, size in bits = 3, end = 6
  uint8_t mask = (1 << (6 - 3)) - 1; //end-start-1
  return (someValue >> 3) & mask; //shift back by start
}

inline void setBar(uint8_t bar) {
  someValue &= ~(((1 << (6 - 3)) - 1) << 3); //end-start-1, shift by start
  someValue |= bar << 3; //shift by start bit
}


    

    

    


  

  

    
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