c++ - 生成前缀位掩码

Question

我正在寻找一种可移植的方式来生成具有第一个 n 的 前缀位掩码为 0 <= n <= 32 设置的位(或 64 或任意整数类型位宽)。

例子:

prefix_bitmask(0)  = 0b00000000000000000000000000000000u
prefix_bitmask(4)  = 0b00000000000000000000000000001111u
prefix_bitmask(32) = 0b11111111111111111111111111111111u

如果我们忽略 n == 0 的情况，这已经有两种方法可以工作了。或 n == 32 :

// "constructive": set only the required bits
uint32_t prefix_mask1(int i) { return (uint32_t(1) << i) - 1; }
// "destructive": shift unneeded bits out
uint32_t prefix_mask2(int i) { return ~uint32_t(0) >> (32 - i); } 

prefix_mask1 32 和 prefix_mask2 失败0 失败，这都是因为大于整数类型的移位是未定义的行为(因为 CPU 只允许使用移位大小的最低 5 位)。

有没有“规范”的方法来解决这个问题而无需分支？

Answer 1

((uint32_t) 1 << i/2 << i-i/2) - 1 .

以上适用于uint32_t可以替换为任何无符号类型。并且不需要其他更改。其他需要知道位数的选项b在类型和掩码中 m = 2<支持> b -1包括:

((uint32_t) 1 << (i & m)) - 1 - (i >> b) (来自supercat)

和:

((uint32_t) i >> b) ^ 1) << (i & m)) - 1 (源自 Matt Timmermans 的建议)。