c - 如果该位介于低和高之间，则将 0 位变为 1 位

Question

完全公开，这是一个家庭作业问题，我不需要确切的代码。我的任务是在仅使用 ~ & + <<.

的情况下重现以下代码

int result = 0;
int i;
for(i = lowbit; i <= highbit; i++)
    result |= 1 << i;
return result;

其中 lowbit 和 highbit 是介于 0 和 31 之间的参数。如果 lowbit 比 highbit 大，返回 0。

我试过的是下面的代码

int result = 0;
int negone = ~0x0;
int first = 1 << (lowbit + negone); //the first 1 bit is at the lowbit th location
int last = 1 << (highbit + negone); //the last 1 bit is at the highbit th location
int tick = ~(first + last); //attempting to get all bits in the range of low and highbit.
result = ~(~first & ~tick); //bitwise | without using |
result = ~(~last & ~result);
return result + 1; //the first bit should always be on.

那么我在这里缺少一些基本的东西吗？除了我没有做的事情之外，这也超出了我允许使用的 12 个运算符(operator)的限制，但我想在我开始限制运算符(operator)之前尝试让它工作。

当我对此运行测试脚本时，我在大多数测试中遇到错误，包括 lowbit 和 highbit 彼此相等。 highbit 是最大大小而 lowbit 是最小大小的情况似乎可行。

任何帮助将不胜感激。

Answer 1

negone 应该这样初始化:

uint32_t negone = ~0UL;

您正在添加具有位模式的位数:

int first = 1 << (lowbit + negone); //the first 1 bit is at the lowbit th location
int last = 1 << (highbit + negone);

您应该改为计算 32 位掩码

uint32_t first = negone << lowbit;  // all bits below lowbit are 0, others are 1
uint32_t last = negone << highbit << 1;  // all bits above highbit are 1, other are 0

结果是用last屏蔽first的补码得到的:

uint32_t result = ~first & last;

结合上述步骤给出了一个直接的解决方案，有 7 个运算符(12 个包括括号和赋值)，没有加法，也没有减法:

uint32_t result = ~(~0UL << highbit << 1) & (~0UL << lowbit);

我使用 0UL 因为类型 unsigned long 保证至少有 32 位，而类型 unsigned int 可能只有 16 位。