c++ - 通过位操作获取函数中的值

Question

在一个特定的图形库中，一个表示具有 32 位值的像素，由四个字节组成，用于表示四个分量 红色、绿色、蓝色和阿尔法。 可以使用以下定义:

typedef unsigned int Uint32;
typedef unsigned char byte;
enum Color { RED = 0, GREEN = 1, BLUE = 2, ALPHA = 3 };

现在需要两个免费功能:

Byte getColorComponent (Uint32 pixel, Color color);

它通过位操作，检索并返回颜色参数中显示的四个颜色分量之一的值； 和

void setColorComponent (Uint32 & pixel, Byte value, Color color);

它在像素中的正确位置(根据颜色参数)的字节值中停止。

答案是:

Byte getColorComponent(Uint32 pixel, Color color){   return (pixel >> (3-color)*8) & 0xFF; } 
void setColorComponent(Uint32& pixel, Byte value, Color color){   pixel &= ~(0xFF << (3-color) * 8);   pixel |= value << (3-color) * 8; }

我需要帮助才能理解答案。

Answer 1

帮助解决此类问题的一个好方法是使用普通的笔和纸。为一个或多个变量选取值，在表达式中替换它们。继续替换子表达式，直到有结果。

就像您简化数学表达式一样。

例如 getColorComponent:

Pick the color GREEN (with value 1).

Pick the pixel value 0x8a2be200 (which is an opaque blue-violet color, assuming RGBA).

Original expression (pixel >> (3 - color) * 8) & 0xff

Substitution chain

1. (0x8a2be200 >> (3 - 1) * 8) & 0xff
2. (0x8a2be200 >> 2 * 8) & 0xff
3. (0x8a2be200 >> 16) & 0xff
4. 0x8a2b & 0xff
5. 0x2b

使用 color == GREEN 它提取 32 位 RGBA 的 GREEN 颜色分量颜色值。

如果您使用任何其他颜色枚举值(RED、BLUE 或 ALPHA)做同样的事情，您会看到它还从 RGBA 颜色值中提取这些分量。

我把它留作练习，让读者使用这种技术弄清楚 setColorComponent 正在做什么。

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作为替代方案，与计算机和调试器一起使用，将复杂的表达式拆分为其最小的子表达式，并将结果分配给临时变量。然后使用调试器逐行调试代码，查看结果。

有了这个表达式 (pixel >> (3 - color) * 8) & 0xff 将成为语句

auto t1 = 3 - color;     // 3 - color
auto t2 = t1 * 8;        // (3 - color) * 8
auto t3 = pixel >> t2;   // pixel >> (3 - color) * 8
auto t4 = t3 & 0xff;     // (pixel >> (3 - color) * 8) &0xff