什么是位屏蔽？

我是C语言编程的新手，遇到了位掩码。有人可以向我解释位屏蔽的一般概念和功能吗？实例是值得赞赏的。

掩码定义要保留的位以及要清除的位。

遮罩是对值应用遮罩的动作。这可以通过执行以下操作来完成：

• 按位与运算以提取值中位的子集
• 按位或运算以设置值中位的子集
• 按位异或，以切换值中的位子集

下面是提取值中位的子集的示例：

Mask:   00001111b
Value:  01010101b

对值应用掩码意味着我们要清除前（高）4位，并保留后（低）4位。因此，我们提取了低4位。结果是：

Mask:   00001111b
Value:  01010101b
Result: 00000101b

屏蔽是使用AND实现的，因此在C中，我们得到：

uint8_t stuff(...) {
  uint8_t mask = 0x0f;   // 00001111b
  uint8_t value = 0x55;  // 01010101b
  return mask & value;
}

这是一个相当常见的用例：从一个较大的单词中提取单个字节。我们将字中的高位定义为第一个字节。为此，我们使用两个运算符&和>>（向右移动）。这是我们如何从32位整数中提取四个字节的方法：

void more_stuff(uint32_t value) {             // Example value: 0x01020304
    uint32_t byte1 = (value >> 24);           // 0x01020304 >> 24 is 0x01 so
                                              // no masking is necessary
    uint32_t byte2 = (value >> 16) & 0xff;    // 0x01020304 >> 16 is 0x0102 so
                                              // we must mask to get 0x02
    uint32_t byte3 = (value >> 8)  & 0xff;    // 0x01020304 >> 8 is 0x010203 so
                                              // we must mask to get 0x03
    uint32_t byte4 = value & 0xff;            // here we only mask, no shifting
                                              // is necessary
    ...
}

注意，您可以切换上述运算符的顺序，首先可以进行遮罩，然后进行平移。结果是相同的，但是现在您必须使用其他掩码：

uint32_t byte3 = (value & 0xff00) >> 8;

掩盖意味着保持/更改/删除信息的所需部分。让我们看一下图像遮罩操作；像-该遮罩操作可以去除所有非皮肤的东西-

在此示例中，我们正在执行AND运算。还有其他屏蔽运算符-OR，XOR。

位屏蔽意味着对位强加掩码。这是AND的位掩码-

     1 1 1 0 1 1 0 1   [input]
(&)  0 0 1 1 1 1 0 0    [mask]
------------------------------
     0 0 1 0 1 1 0 0  [output]

因此，仅剩下中间的4位（因为这些位1在此掩码中）。

让我们用XOR来看一下-

     1 1 1 0 1 1 0 1   [input]
(^)  0 0 1 1 1 1 0 0    [mask]
------------------------------
     1 1 0 1 0 0 0 1  [output]

现在，中间的4位被翻转（1成为0，0成为1）。

因此，使用位掩码，我们可以访问单个位[ 示例 ]。有时，此技术也可以用于提高性能。以这个为例-

bool isOdd(int i) {
    return i%2;
}

此函数告诉整数是否为奇/偶。我们可以使用bit-mask-

bool isOdd(int i) {
    return i&1;
}

简短说明：如果二进制数的最低有效位1是奇数；因为0它会是偶数 因此，通过执行AND操作，1我们将除去最低有效位以外的所有其他位，即：

     55  ->  0 0 1 1 0 1 1 1   [input]
(&)   1  ->  0 0 0 0 0 0 0 1    [mask]
---------------------------------------
      1  <-  0 0 0 0 0 0 0 1  [output]