关于C中test_bit宏的问题

Question

我在 C 中使用了以下宏：

#define   test_bit(_n,_p)     !! ( _n & ( 1u << _p))

我已经研究了该宏，但我需要确定宏中双重否定的使用，以及它与宏定义的行为有何不同：

#define   test_bit(_n,_p)     ( _n & ( 1u << _p))

Answer 1

想想当您测试特定位时会发生什么：

  1111 1111 (0xff)
& 0000 0100 (0x04, bit 2)
  ---- ----
= 0000 0100 (0x04)

如果您像这样保留它，您的结果将是位掩码本身。

现在考虑其双重（逻辑，而不是按位）否定，这与不执行任何操作不同：

first: !4 -> 0
 then: !0 -> 1

换句话说，!!4 为您提供 1 而不是 4，这保证您将获得 0/1 真值，而不是 0/whatever-the-bitmask-was< /代码> 值。

---

以下程序显示了这一点：

#include <stdio.h>

#define test_bit0(_n,_p)   (_n & (1u << _p))
#define test_bit1(_n,_p) !!(_n & (1u << _p))

int main (void) {
    printf ("%d %d\n", test_bit0 (0xff, 2), test_bit1 (0xff,2));
    return 0;
}

输出：

4 1

并按预期

。

旁白：现在很少有地方可以编写这样的代码，因为现代编译器足以完成自动内联代码的任务，并选择最有效的方法来执行像 ((_n & (1u << _p)) != 0)。

不要让我开始使用迟钝的变量名，使用 number 和 position 提供的可读性远高于编译时损失的可读性： -)

Answer 2

如果将宏与一些算术或位运算符链接起来，它的行为会有所不同。例如，如果您有

#define   test_bit(_n,_p)     ( _n & ( 1u << _p))

，并且

test_bit( whatever, 1 ) | test_bit( whatever, 4 )

结果将与您的结果不同

#define   test_bit(_n,_p)     !! ( _n & ( 1u << _p))

，并且双重否定只是 另一种编写 != 0 的方式。

Answer 3

基本上，双重否定的目的是将宏返回的值限制为 0 和 1。在

if(test_bit(x, 5)) x=0; // (1)
array[test_bit(x, 5)] = 0; // (2)

(1) 中，这两个定义等效。在 (2) 中，第一个定义始终设置 array[0] 或 array[1]，而第二个定义则不然。