c++ - ビットごとの And および Shift 操作に関する質問

Question

の場合、次の行はどのように正確に機能しますpData = "abc"か?

pDes[1] = ( pData[0] & 0x1c ) >> 2;
pDes[0] = ( pData[0] << 6 ) | ( pData[1] & 0x3f );

Answer 1

さて、決して保証されていない ASCIIpData[0]が'a'( 0x61) でありpData[1]、'b'( ) であると仮定し0x62ます。

pDes[1]:
    pData[0]               0110 0001
    &0x1c                  0001 1100
                           ---- ----
                           0000 0000
    >>2                    0000 0000  0x00

pDes[0]:
    pData[0]               0110 0001

    << 6           01 1000 0100 0000 (interim value *a)

    pData[1]               0110 0010
    &0x3f                  0011 1111
                   -- ---- ---- ----
                           0010 0010
    |(*a)          01 1000 0100 0000
                   -- ---- ---- ----
                   01 1000 0110 0010  0x1862

使い方：

<< N単にビットNスペースを左にシフトすることを意味します>> Nが、同じですが右にシフトします。

( &)and演算は、両方の入力の対応するビットが 1 である場合にのみ、結果の各ビットを 1 に設定します。

( |)or演算は、両方の入力の対応するビットの 1 つ以上が 1 の場合、結果の各ビットを 1 に設定します。

pDes[0]タイプの幅が十分でない場合、0x1862 は収まるように切り捨てられることに注意してください。

次の C プログラムは、これを実際に示しています。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char *pData = "abc";
    int pDes[2];
    pDes[1] = ( pData[0] & 0x1c ) >> 2;
    pDes[0] = ( pData[0] << 6 ) | ( pData[1] & 0x3f );
    printf ("%08x %08x\n", pDes[0], pDes[1]);
    return 0;
}

以下を出力します。

00001862 00000000

pDesそして、 char 配列に変更すると、次のようになります。

00000062 00000000

Answer 2

&は論理 AND ではなく、ビット単位の AND です。

a0x61 であるためpData[0] & 0x1c、

0x61 0110 0001  
0x1c 0001 1100
--------------
     0000 0000

>> 2これを右に 2 桁シフトします。すべてのビットが 0 であるため、値は変化しません。

pData[0] << 6または0x61を与えるために6ビット左シフト010000000x40

pData[1] & 0x3f

0x62 0110 0010
0x3f 0011 1111
--------------
0x22 0010 0010

したがって、結果は0x40 | 0x22-|これも論理 OR ではなく、ビット単位です。

0x40 0100 0000
0x22 0010 0010
--------------
0x62 0110 0010

pDesが char 配列でない場合、結果は異なります。左にシフトすると、または-0x61が得られます(が char 配列の場合、左の部分は画像にありません)。0001 1000 0100 00000x1840pDes

0x1840 0001 1000 0100 0000
0x0022 0000 0000 0010 0010
--------------------------
0x1862 0001 1000 0110 0010

pDes[0]0x1862または decimalとして終了します6242。

Answer 3

C++ は、エンコーディングに従って文字を数値として扱います。したがって、ASCII を想定すると、「a」は 97 (ビット パターンは 0110_0001) で、「b」は 98 (ビット パターンは 0110_0010) です。

それらを数値と考えると、文字のビット操作は少し明確になるはずです。

Answer 4

C では、すべての文字も整数です。つまり、"abc"と同等(char[]){0x61, 0x62, 0x63, 0}です。

は論理 AND 演算子 ( )&ではありません&&。これはビット単位の ANDであり、ビットレベルで AND を計算します。

      'k' = 0x6b ->    0 1 1 0  1 0 1 1
            0x1c ->    0 0 0 1  1 1 0 0   (&
                    ———————————————————
               8 <-    0 0 0 0  1 0 0 0

ここでの主な目的& 0x1cは、 からビット #2 ~ #4 を抽出することpData[0]です。その後>> 2、最後に余分なゼロを削除します。

同様に、& 0x3fは からビット #0 ~ #5 を抽出することpData[1]です。

<< 6は、ビットの最下位に 6 個のゼロをプッシュします。pDes[0]も であると仮定するとchar、最上位の 6 ビットが破棄されます。

     'k' = 0x6b ->                      0 1 1 0 1 0 1 1
                    << 6 = 0 1 1 0 1 0  1 1 0 0 0 0 0 0
                           xxxxxxxxxxx—————————————————
           0xc0 <-                      1 1 0 0 0 0 0 0

---

ビットで言えば、

                 pData[1]                    pData[0]

pData -> b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0     a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0

それから

pDes  ->  0  0  0  0  0 a4 a3 a2     a1 a0 b5 b4 b3 b2 b1 b0     

                 pDes[1]                     pDes[0]

これは、3 つの値を 6-5-5 ビット構造にパックする操作のように見えます。