Co to jest CHAR_BIT?

Cytując kod do obliczenia całkowitej wartości bezwzględnej (abs) bez rozgałęziania z 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;

Opatentowana odmiana:

r = (v ^ mask) - mask;

Co to jest CHAR_BITi jak z niego korzystać?

Należy pamiętać, że ten kod zależy od zdefiniowanego w implementacji zachowania prawego przesunięcia bitu na typach podpisanych. gcc obiecuje, że zawsze będzie zachowywał się rozsądnie (rozszerzenie bitu znaku), ale ISO C pozwala implementacji na wypełnienie górnych bitów zerami.

Jeden sposób na obejście tego problemu:

#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

Twój Makefilelub config.hitp. Można zdefiniować HAVE_SIGN_EXTENDING_BITSHIFTw czasie kompilacji w zależności od platformy.

CHAR_BITjest liczbą bitów w char. Obecnie prawie wszystkie architektury używają 8 bitów na bajt, ale nie zawsze tak jest. Niektóre starsze maszyny miały 7-bitowe bajty.

Można go znaleźć w <limits.h>.

Próbuje odpowiedzieć zarówno na pytanie jawne (co to jest CHAR_BIT), jak i na niejawne (jak to działa) w pierwotnym pytaniu.

Znak w C i C ++ reprezentuje najmniejszą jednostkę pamięci, do której program C może adresować *

CHAR_BIT w C i C ++ reprezentuje liczbę bitów w znaku. Zawsze musi wynosić co najmniej 8 ze względu na inne wymagania dotyczące typu znaku. W praktyce we wszystkich nowoczesnych komputerach ogólnego przeznaczenia wynosi dokładnie 8, ale niektóre systemy historyczne lub specjalistyczne mogą mieć wyższe wartości.

Java nie ma odpowiednika CHAR_BIT ani sizeof, nie ma takiej potrzeby, ponieważ wszystkie typy pierwotne w Javie mają stały rozmiar, a wewnętrzna struktura obiektów jest nieprzejrzysta dla programisty. Jeśli tłumaczysz ten kod na Javę, możesz po prostu zamienić „sizeof (int) * CHAR_BIT - 1” na stałą wartość 31.

W tym konkretnym kodzie jest używany do obliczenia liczby bitów w int. Należy pamiętać, że to obliczenie zakłada, że ​​typ int nie zawiera żadnych bitów wypełniających.

Zakładając, że twój kompilator zdecyduje się na rozszerzenie ze znakiem na przesunięciach bitowych liczb ze znakiem i zakładając, że twój system używa reprezentacji dopełnienia 2s dla liczb ujemnych, oznacza to, że "MASKA" będzie równe 0 dla wartości dodatniej lub zerowej i -1 dla wartości ujemnej.

Aby zanegować liczbę uzupełnienia do dwójek, musimy wykonać bitowe nie, a następnie dodać jeden. Równocześnie możemy odjąć jeden, a następnie zanegować bitowo.

Ponownie zakładając, że reprezentacja dopełnienia dwójki -1 jest reprezentowana przez wszystkie jedynki, więc wyłączność lub z -1 jest równoważne negacji bitowej.

Więc kiedy v jest równe zero, liczba jest pozostawiana sama, gdy v wynosi jeden, jest negowana.

Należy być świadomym tego, że przepełnienie podpisu w C i C ++ jest niezdefiniowanym zachowaniem. Tak więc użycie tej implementacji ABS na najbardziej ujemnej wartości prowadzi do nieokreślonego zachowania. Można to naprawić, dodając rzutowania, tak aby ostatnia linia programu była oceniana w unsigned int.

* Która zwykle, ale nie zawsze jest taka sama, jak najmniejsza jednostka pamięci, którą sprzęt może adresować. Implementacja może potencjalnie łączyć wiele jednostek pamięci adresowalnej sprzętowo w jedną jednostkę pamięci adresowalnej programowo lub podzielić jedną jednostkę pamięci adresowalnej sprzętowo na wiele jednostek pamięci adresowalnej programowo.