使用按位运算符将多个值打包到一个int中

Question

低级别的位操作从来都不是我的强项。在理解以下按位运算符的用例时，我将不胜感激。请考虑…

int age, gender, height, packed_info;

. . .   // Assign values

// Pack as AAAAAAA G HHHHHHH using shifts and "or"
packed_info = (age << 8) | (gender << 7) | height;

// Unpack with shifts and masking using "and"
height = packed_info & 0x7F;   // This constant is binary ...01111111
gender = (packed_info >> 7) & 1;
age    = (packed_info >> 8);

我不确定这段代码将完成什么以及如何完成？为什么使用幻数0x7F？包装和拆包如何完成？

资源

Answer 1

就像评论所说，我们将年龄，性别和身高分成15位，格式为：

AAAAAAAGHHHHHHH

让我们从这一部分开始：

(age << 8)

首先，age具有以下html" target="_blank">格式：

age           = 00000000AAAAAAA

其中每个A可以为0或1。

<< 8将位向左移动8位，并用零填充间隙。这样就得到：

(age << 8)    = AAAAAAA00000000

类似地：

gender        = 00000000000000G
(gender << 7) = 0000000G0000000
height        = 00000000HHHHHHH

现在我们想将它们组合成一个变量。该|运营商的工作原理是看着每一位，并返回1，如果该位是其中一个输入1。所以：

0011 | 0101 = 0111

如果一个输入中的某个位为0，则可以从另一输入中获取该位。望着(age << 8)，(gender << 7)和height，你会看到，如果一个位为1的其中之一，它为其他的0。所以：

packed_info = (age << 8) | (gender << 7) | height = AAAAAAAGHHHHHHH

现在我们要解压缩位。让我们从高度开始。我们要获取最后7位，而忽略前8位。为此，我们使用&运算符，该运算符仅在两个输入位均为1时才返回1。

0011 & 0101 = 0001

所以：

packed_info          = AAAAAAAGHHHHHHH
0x7F                 = 000000001111111
(packed_info & 0x7F) = 00000000HHHHHHH = height

要确定年龄，我们可以将所有8个位置都推到右侧，然后再按0000000AAAAAAAA。这样age = (packed_info >> 8)。

最后，为了获得性别，我们将所有7个位置推到右侧以摆脱身高。然后，我们只关心最后一点：

packed_info            = AAAAAAAGHHHHHHH
(packed_info >> 7)     = 0000000AAAAAAAG
1                      = 000000000000001
(packed_info >> 7) & 1 = 00000000000000G