c++ - 这段获取最低位位置的代码是如何工作的？

Question

unsigned GetLowestBitPos(unsigned value)
{
   double d = value ^ (value - !!value); 
   return (((int*)&d)[1]>>20)-1023; // This is what I really need help understanding. 
}

在我看来，代码正在将 double 类型转换为指向整数的指针。我不确定 [1] 的用途。那么看起来我们向右移动了 20 位

如果对此代码有任何帮助，我将不胜感激。 自从我使用 C++ 编程以来已经有一段时间了，如果可能的话，我正在尝试为可编程逻辑 Controller (PLC) 编写逻辑来执行相同的操作。

感谢您的帮助

Answer 1

让我们一步一步来。第一:

double d = value ^ (value - !!value);

如果 value = 0，则计算结果为 0 ^ (0 - 0)，因此 d 为 0。 如果 value != 0，则计算结果为 value ^ (value - 1)。这具有将值的最低一位和最低零位设置为 1，并将所有其他位设置为零的效果。例如:

value = 010100100
d     = 000000111

发生这种情况是因为 (value - 1) 与 value 相同，只不过最低的零位串变为 1，而下一位变为 0，由于携带

value     = 010100100
value - 1 = 010100011
XOR value = 000000111

无论如何，d 都会加载 this 的浮点值。下一行:

return (((int*)&d)[1]>>20)-1023; 

这会提取浮点指数，并加回偏差。请注意，这假设是小端系统，例如 x86；在大端系统上，您需要使用[0]。它还对 int 和 double 的大小做出假设 - 特别是，它假设 32 位 int 和 64 位 IEEE float double 。

这里的关键是非非规范化的 IEEE 浮点值(并且 double 型中的 32 位 int 始终是非非规范化的)最终的表示形式看起来有点像 1.xxxxxxx * 2^ (e-1023)，其中 xxxxxxxx 是小数部分，e 是指数。由于您已将感兴趣的位安排为最高阶位，因此指数与您要查找的值成正比。

也就是说，您可能无法在 PLC 上使用它 - 尽管这是一个非常聪明的技巧，但如果您有硬件 FPU，它的效率甚至会很低；甚至在 x86 系统上也有 faster built-in integer operations 。 this SO question 中还有许多其他技术。 ;您可能会在那里找到更快的。您的 PLC 也可能有一个内置操作，可以在一条指令中执行此操作。