难以理解 C 代码中用于屏蔽和位转换的语法

Question

下面的代码 returns 8 位二进制值中最后 6 位的带符号值，但是我很难理解代码是如何做到这一点的？任何帮助将不胜感激。

我理解 (b&0x20) returns 最后 6 位但是之后的 ? b 因此后续代码让我有点困惑。

return (b & 0x20) ? b | ~0x3F : b & 0x3F;

Answer 1

此代码可能是为以下情况编写的：

• b 是 int 或更窄。
• 用补码表示负数。

?和:构成条件运算。一般在X ? Y : Z中测试X。如果 X 不为零，则计算 Y 并将其用作表达式的结果。如果 X 为零，则计算 Z 并将其用作结果。

所以，在(b & 0x20) ? b | ~0x3F : b & 0x3F中，测试了(b & 0x20)。 b & 0x20 从 b 中分离出 0x20 中的单个位，因此这是在测试该位置的位是否打开。

让我们首先考虑使用 b & 0x3F 时的“关闭”结果。 0x3F 是一个 int 值，低六位设置为 1，所有高位设置为 0。当它与 b 相与时，在 b & 0x3F 中，结果是b 的低六位，所有高位都设置为 0。作为 int，此结果具有 b.

的低六位的值

对于“on”结果，使用b | ~0x3F。 ~ 运算符翻转每一位。由于 0x3F 的低六位设置为 1，所有高位设置为 0，因此 ~0x3F 的低六位设置为 0，所有高位设置为 1。当它与 b，在b | ~0x3F中，结果是b的低六位，所有高位都设置为1。

这样做是对b的低六位进行“符号扩展”：如果位置5（0x20）的位被清除，则(b & 0x20) ? b | ~0x3F : b & 0x3F的结果是b 的低六位，所有高位都被清除。如果设置了位置 5 中的位，则结果是 b 的低六位，所有高位都已设置。所以效果是位置 5 的位被复制到所有更高位。

当使用二进制补码时，扩展较窄类型的符号位会在较宽类型中产生相同的值。

例如，在三位二进制补码中：

• 011代表3.
• 010代表2.
• 001代表1.
• 000代表0.
• 111代表-1。
• 110代表-2.
• 101代表-3.
• 100代表-4。

当我们将它们符号扩展为 5 位时，我们有：

• 00011代表3.
• 00010代表2.
• 00001代表1.
• 00000代表0。
• 11111代表-1。
• 11110代表-2.
• 11101代表-3.
• 11100代表-4.

五位整数当然还有其他位模式，但这些是我们通过对三位整数进行符号扩展得到的。