下面使用位运算来实现一些基本的操作和基本的函数,这些实现全部都是宏,这是高效率的关键。
/**/
/*
base.h:基本操作的位运算实现
*/
#ifndef BASE_H
#define
BASE_H
#define
word int
#define
uword unsigned int
/**/
/*
将最右侧的1位改成0位
*/
#define
right1to0(x) ((x)&((x)-1))
/**/
/*
向右传播最右侧的1位
*/
#define
right1torig(x) ((x)|((x)-1))
/**/
/*
将最右侧的连续1位串改成0位串
*/
#define
right1sto0s(x) (((x)|(x)-1)+1 & (x))
/**/
/*
检查无符号整数x是否为2的幂,注意&的优先级低于==,需要括号
*/
#define
powof2u(x) (((x)&((x)-1))==0)
/**/
/*
检查无符号整数x是否为2**n-1的形式
*/
#define
pow2sub1u(x) (((x)&((x)+1))==0)
/**/
/*
检查无符号整数x是否为2**j-2**k形式
*/
#define
pow2subpow2u(x) ((((x)|(x)-1)+1 & (x))==0)
/**/
/*
下列掩码直接析出字中指定的位
*/
/**/
/*
析出最右侧的1位
*/
#define
right1(x) ((x) & -(x))
/**/
/*
析出最右侧的0位
*/
#define
right0(x) (~(x)&((x)+1))
/**/
/*
析出后缀0
*/
#define
suffix0(x) (((x)&-(x))-1)
/**/
/*
析出最右侧的1位和后缀0(即后缀100)
*/
#define
suffix10s0(x) ((x) ^ (x)-1)
/**/
/*
下列掩码与字做&运算,可以析出字中指定的字段
*/
/**/
/*
析出高阶n位(注意n的值不能大于int型的宽度)
*/
#define
high_ones(n) (-1<<32-(n))
/**/
/*
析出低阶n位
*/
#define
low_ones(n) (~(-1<<(n)))
/**/
/*
析出低阶offset位和高阶32-offset-width位
*/
#define
mid_zeros(width,offset) \
(
-
1
<<
(width)
+
(offset)
|
~
(
-
1
<<
(offset)))
/**/
/*
析出中间width位,它右侧有offset位
*/
#define
mid_ones(width,offset) \
(
~
(
-
1
<<
(width)
+
(offset))
&
(
-
1
<<
(offset)))
/**/
/*
对无符号整数x,求比x大且与x中的位1个数相同的下一个整数: 例如对nnn0 1111 0000,则下一个整数为nnn1 0000 01111。 可以用这个函数来遍历一个集合的所有子集
*/
#define
nextsame1u(x) (right1(x)+(x) | \
(((x)
^
right1(x)
+
(x))
>>
2
)
/
right1(x))
/**/
/*
字的绝对值函数:注意x>>31为0或-1,而x^0=x,x^-1=~x
*/
#define
abs(x) (((x)^((x)>>31))-((x)>>31))
/**/
/*
绝对值的负值
*/
#define
nabs(x) (((x)>>31)-((x)^((x)>>31)))
/**/
/*
符号扩展:将第7位向左传播(位编号从0开始)
*/
#define
prop7thtolef(x) ((((x) & 0x000000FF) ^ 0x00000080)-0x00000080)
/**/
/*
对无符号整数实现算术右移:也可用更简单的((signed)(x)>>n)
*/
#define
arithrshiftu(x,n) ((((x)^0x80000000)>>(n))-(0x80000000>>(n)))
/**/
/*
对有符号整数实现逻辑右移:也可用更简单的((unsigned)(x)>>n)
*/
#define
logicrshift(x,n) ((((x)^0x80000000)>>(n))+(1<<31-(n)))
/**/
/*
符号函数:x>0返回1,x=0返回0,x<0返回-1
*/
#define
sign(x) (((x)>0)-((x)<0))
/**/
/*
三值比较函数:x>y返回1,x=y返回0,x<y返回-1
*/
#define
cmp(x,y) (((x)>(y))-((x)<(y)))
/**/
/*
符号传递函数:返回采用y的符号后的x
*/
#define
copysign(x,y) ((abs(x)^((y)>>31))-((y)>>31))
/**/
/*
比较谓词:带符号整数
*/
#define
equal(x,y) (~((x)-(y)|(y)-(x))>>31)
#define
noteq(x,y) (((x)-(y)|(y)-(x))>>31)
#define
less(x,y) ((((x)^(y)) & ((x)-(y)^(x)) ^ (x)-(y))>>31)
#define
larger(x,y) ((((y)^(x)) & ((y)-(x)^(y)) ^ (y)-(x))>>31)
#define
lesseq(x,y) ((((x)|~(y)) & ((x)^(y) | ~((y)-(x))))>>31)
#define
largereq(x,y) ((((y)|~(x)) & ((y)^(x) | ~((x)-(y))))>>31)
/**/
/*
比较谓词:无符号整数
*/
#define
equalu(x,y) (~((x)-(y)|(y)-(x))>>31)
#define
notequ(x,y) (((x)-(y)|(y)-(x))>>31)
#define
lessu(x,y) ((~(x) & (y) | ~((x)^(y)) & (x)-(y))>>31)
#define
largeru(x,y) ((~(y) & (x) | ~((y)^(x)) & (y)-(x))>>31)
#define
lessequ(x,y) (((~(x)|(y)) & (((x)^(y)) | ~((y)-(x))))>>31)
#define
largerequ(x,y) (((~(y)|(x)) & (((y)^(x)) | ~((x)-(y))))>>31)
/**/
/*
溢出检测:带符号运算
*/
#define
addovf(x,y) ((~((x)^(y))&(((x)+(y))^(x)))>>31)
#define
subovf(x,y) ((((x)^(y))&(((x)-(y))^(x)))>>31)
#define
mulovf(x,y) ((y)<0 && (x)==0x80000000 || (y)!=0 && (x)*(y)/(y)!=(x))
#define
divovf(x,y) ((y)==0 || (x)==0x80000000 && (y)==-1)
/**/
/*
溢出检测:无符号运算
*/
#define
addovfu(x,y) (~(x)<(y)) /* 也可用less(~(x),y) */
#define
subovfu(x,y) ((x)<(y)) /* 也可用less(x,y) */
#define
mulovfu(x,y) ((y)!=0 && (x) > 0xffffffff/(y))
#define
divovfu(x,y) ((y)==0)
/**/
/*
循环移位:带符号整数
*/
/**/
/*
循环左移n位
*/
#define
rotlshift(x,n) ((x)<<(n) | (unsigned)(x)>>32-(n))
/**/
/*
循环右移n位
*/
#define
rotrshift(x,n) ((unsigned)(x)>>(n) | (x)<<32-(n))
/**/
/*
循环移位:无符号整数
*/
#define
rotlshiftu(x,n) ((x)<<(n) | (x)>>32-(n))
#define
rotrshiftu(x,n) ((x)>>(n) | (x)<<32-(n))
/**/
/*
正差函数:x>=y时返回x-y,x<y时返回0。注意&优先级高于^,无需要括号
*/
#define
doz(x,y) ((x)-(y)&~((x)-(y)^((x)^(y))&((x)-(y)^(x)))>>31)
/**/
/*
大值函数
*/
#define
max(x,y) ((y)+doz(x,y))
/**/
/*
小值函数
*/
#define
min(x,y) ((x)-doz(x,y))
/**/
/*
下面是无符号版本
*/
#define
dozu(x,y) ((x)-(y)& arithrshiftu(((x)|~(y))&((x)^(y)|~((x)-(y))) ,31))
#define
maxu(x,y) ((y)+dozu(x,y))
#define
minu(x,y) ((x)-dozu(x,y))
/**/
/*
交换变量的值
*/
#define
swap(x,y) \
do
{ x
=
x
^
y; y
=
y
^
x; x
=
x
^
y; }
while
(
0
)
/**/
/*
根据掩码来交换变量的相应字段: 当m的第i位为1时,交换x,y的第i位;当m的第i位为0时,保留x,y的第i位不变
*/
#define
swapbits(x,y,m) \
do
{ x
=
x
^
y; y
=
y
^
(x
&
(m)); x
=
x
^
y; }
while
(
0
)
/**/
/*
2个常量的循环赋值:当x为a时赋值b,当x为b时赋值a
*/
#define
rottwo(x,a,b) do{ x=(a)^(b)^x; }while(0)
/**/
/*
3个常量的循环赋值
*/
#define
rotthree(x,a,b,c) \
do
{ x
=
(
-
(x
==
c)
&
(a
-
c))
+
(
-
(x
==
a)
&
(b
-
c))
+
c; }
while
(
0
)
#endif
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