Что такое CHAR_BIT?
Цитирование кода для вычисления целочисленного абсолютного значения (абс) без ветвления из http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html:
int v; // we want to find the absolute value of v
unsigned int r; // the result goes here
int const mask = v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1;
r = (v + mask) ^ mask;
Запатентованная вариация:
r = (v ^ mask) - mask;
Что такое CHAR_BIT и как его использовать?
Ответы
Ответ 1
Вы должны знать, что этот код зависит от определенного поведением поведения правильного битового сдвига по подписанным типам. gcc promises, чтобы всегда давать разумное поведение (расшифровка знакового бита), но ISO C позволяет реализовать нулевое заполнение верхних бит.
Один из способов решения этой проблемы:
#ifdef HAVE_SIGN_EXTENDING_BITSHIFT
int const mask = v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1;
#else
int const mask = -((unsigned)v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1);
#endif
Ваши Makefile или config.h и т.д. могут определять HAVE_SIGN_EXTENDING_BITSHIFT во время сборки в зависимости от вашей платформы.
Ответ 2
CHAR_BIT - количество бит в char. В наши дни почти все архитектуры используют 8 бит на байт, но это не всегда так. Некоторые старые машины имели 7-битный байт.
Его можно найти в <limits.h>
Ответ 3
Попытка ответить как на явный вопрос (что такое CHAR_BIT), так и на неявный вопрос (как это работает) в исходном вопросе.
A char в C и С++ представляет собой наименьшую единицу памяти, которую программа C может адресовать *
CHAR_BIT в C и С++ представляет количество бит в char. Он должен быть не менее 8 из-за других требований к типу char. Практически на всех современных компьютерах общего назначения это ровно 8, но некоторые исторические или специализированные системы могут иметь более высокие значения.
Java не имеет эквивалентности CHAR_BIT или sizeof, в этом нет необходимости, так как все примитивные типы в Java являются фиксированным размером, а внутренняя структура объектов непрозрачна для программиста. Если вы переводите этот код на Java, вы можете просто заменить "sizeof (int) * CHAR_BIT - 1" на фиксированное значение 31.
В этом конкретном коде он используется для вычисления числа бит в int. Имейте в виду, что в этом расчете предполагается, что тип int не содержит битов заполнения.
Предполагая, что ваш компилятор решит подписать расширение на сдвиги бит подписанных чисел и предположив, что ваша система использует представление дополнений 2s для отрицательных чисел, это означает, что "MASK" будет 0 для положительного или нулевого значения и -1 для отрицательного значения.
Чтобы свести на нет два дополнительных номера, нам нужно выполнить побитовое, а затем добавить один. Равномерно мы можем вычесть одно, а затем поразрядное отрицать его.
Снова предполагая, что представление двойного дополнения -1 представлено всеми, поэтому эксклюзивное или с -1 равносильно побитовому отрицанию.
Поэтому, когда v равно нулю, число остается в покое, когда v является одним, оно отрицается.
Что-то нужно знать о том, что подписанное переполнение в C и С++ - это поведение undefined. Поэтому использование этой реализации ABS на самом отрицательном значении приводит к поведению undefined. Это можно устранить, добавив отливки таким образом, чтобы конечная строка программы оценивалась в unsigned int.
* Обычно это не носально, как наименьшая единица памяти, на которую может обращаться аппаратное обеспечение. Реализация может потенциально объединить несколько единиц аппаратно адресуемой памяти в один блок памяти с программной памятью или разделить один блок аппаратной адресной памяти на несколько блоков памяти с дополнительной памятью.
