Обмен битов в двоичном представлении числа, Си Опции

[18192123]

Дано целое неотрицательное число. Произвести в его двоичном представлении обмен битов с номерами 0 и 1, 2 и 3, 4 и 5 и так далее.

Объясните пожалуйста, каким способом нужно производить обмен? Как это вообще будет выглядеть?

Сообщение отредактировано: 18192123 - 14.05.2007 21:44

[Malice]

Поменять можно так:

 b:=x and 3;          взяли 2 бита
 b:=((b shr 1) or (b shl 1)) and 3;   поменяли..

А использовать все это можно в рекурсивной функции, которая будет состоять максимум из 3-х строк, с учетом этих 2-х

[volvo]

На С можно это уложить в одно выражение...

Только сначала автор должен уточнить, может, Бейсик?

[18192123]

На С можно это уложить в одно выражение...

Только сначала автор должен уточнить, может, Бейсик?

ой! прошу прощения - забыла указать, что это Си

[volvo]

Вроде вот так должно быть...

#include <stdio.h>

int main() {

  int i, f;
  unsigned int n = 0xA7; // То, что надо сконвертировать
  unsigned int b[4] = {0, 2, 1, 3};

  for(i = 0; i < 8*sizeof(int); i += 2) {

    f = (n >> i) & 3;
    n = (n & (~(3 << i))) | (b[f] << i);

  }
  printf("n = %u\n", n);
  return 0;

}

[18192123]

Вроде вот так должно быть...

  unsigned int b[4] = {0, 2, 1, 3}; 

  for(i = 0; i < 8*sizeof(int); i += 2) {

    f = (n >> i) & 3;
    n = (n & (~(3 << i))) | (b[f] << i);

Объясни пожалуйста, для чего мы используем массив b?
И что происходит в следующих 3-х строках (я не смогла разобраться в этом....)

[18192123]

Объясни пожалуйста, для чего мы используем массив b?
И что происходит в следующих 3-х строках (я не смогла разобраться в этом....)

единственное, что поняла - в цикле мы сдвигаем число на определённое кол-во бит - а зачем? что значит побитовое отрицание 3? почему такое условие в цикле - 8*sizeof(int)? почему такой шаг?

[volvo]

Ну вот давай посмотрим на примере конкретного числа... Не будем уходить далеко от примера, возьмём то же самое число 0xA7:

00000000 10100111

Теперь смотри... Нам надо поменять местами пары битов, так? Какие возможны сочетания 2-х бит? 00, 01, 10, 11 - это как раз индексы массива b... А значения массива b - это значения уже изменённого порядка битов, т.е., 00 меняем местами - получаем 00, результат = 0, 01 меняем биты местами - получаем 10 = 2, и т.д.

Что происходит дальше? Находим f, сдвигая само число на i бит вправо (то есть, добиваясь того, чтобы те биты, которые надо менять местами, были двумя самыми правыми битами), и "умножаем" полученное число логически на 3, т.е. применяем операцию AND:

00000000 10100111
and
00000000 00000011
-----------------------
00000000 00000011

Учти, при этом значение n не изменяется, работа производится с его копией!!! Это важно...

Теперь в f содержится значение неизменённых битов... Тогда b[f] будет содержать значение уже изменённого порядка битов...

Теперь самая сложная строка:

n = (n & (~(3 << i))) | (b[f] << i);

Здесь делается следующее... Ну, значение изменённого порядка битов мы нашли, только его же надо еще поставить на нужное место в числе, правда? А где это нужное место? Правильно, на первой итерации - это прямо последние 2 бита, для второй - 2 предыдущих, т.е. 2 и 3, считая от 0... В общем случае - это биты, находящиеся на тех же местах, что и единичные биты в (3 << i)...

Приближаемся к развязке этого выражения: допустим, у тебя есть число n = 00001011, и тебе надо обнулить значения выделенных битов, оставляя все остальные неизменными; что надо для этого сделать? Надо произвести AND с инвертированной маской битов, т.е., маска = 00001100, инвертированная маска = 11110011, и когда мы сделаем AND, то все биты, кроме нулевых останутся теми же, а нулевые - сбросятся, потому что 0 and X = 0...

Ты думаешь, а зачем я это все рассказываю? Да потому что в приведённой выше строке на С, я делаю именно это: значению n производится операция and со сдвинуто1 на нужное количество бит и инвертированной 3-кой, этим мы гарантированно сбрасываем те биты, куда должны будем записать значение b[f], а потом к этому вот промежуточному значению "прибавляем" (операция OR) сдвинутое опять же на нужное число бит значение b[f]...

Я понимаю, что это все выглядит очень сложно, но все-таки постарайся понять, это основы работы с битами, без этого более сложные операции (а они могут быть ГОРАЗДО более сложными, поверь мне) ты не сможешь понимать...

[18192123]

  for(i = 0; i < 8*sizeof(int); i += 2) 

а почему используется именно 8*sizeof(int) в условии завершения цикла?

[volvo]

А чтобы не заниматься работой, которую должен делать компилятор... Вот ты знаешь, сколько на твоем компиляторе байт занимает int? А sizeof(int) знает... А битов в числе, значит, содержится в 8 раз больше... Гарантированно обработаются все биты.

[18192123]

Что происходит дальше? Находим f, сдвигая само число на i бит вправо (то есть, добиваясь того, чтобы те биты, которые надо менять местами, были двумя самыми правыми битами)

Почему нам нужно, чтобы биты, которые нужно менять, были двумя самыми правыми и относительно чего они будут самыми правыми?

[volvo]

Потому что так проще всего их выделить...

относительно чего они будут самыми правыми?

Не понял... Что значит, "относительно чего"? Скажем так, это будут LSB - Less Significant Bits (биты с наименьшим весом, нулевой и первый)

[18192123]

"умножаем" полученное число логически на 3, т.е. применяем операцию AND:

почему логическое умножение именно на 3?

[volvo]

Сколько битов нам надо выделить, помнишь? Где они размещаются после сдвига (т.е., куда мы их переместили), помнишь? Тогда расскажи мне, на какую маску надо умножать, чтобы ТОЛЬКО эти 2 бита остались такими, какие они сейчас, а все остальные гарантированно сбросились в 0?

[18192123]

    f = (n >> i) & 3;
    n = (n & (~(3 << i))) | (b[f] << i);

а можно это записать в иной форме, более наглядной и более простой для понимания?

[volvo]

Можно, но тогда сразу говори в следующий раз, что тебе надо не на С, а на Бейсике, с использованием операторов С...

int f, inv, mask, inv_mask;
...
    f = (n >> i) & 3;
    inv = b[f];
    mask = (3 << i);
    inv_mask = ~mask;
    n = n & inv_mask;
    n = n | (inv << i);