C#位运算实际运用

前言

前几天写了一篇关于c#位操作,c#位运算基本概念与计算过程
最后提到一个实际问题

  • 需求:C# 用两个short,一个int32拼成一个long型
  • 要求:现在有两个short和一个int,需要拼成一个long型,高16位用short,中间32位用int,最低16位用另外一个short
    https://bbs.csdn.net/topics/392202825?page=1
  • 答案:((long)shortA << 48 )+ ((long)intA << 16)+ shortB=longResult

  • 我提出的疑问:能不能根据longResult反推出shortA、intA、shortB
  • 我当时的回答:是一个极其错误的答案,原文片段如下
    那么疑问来了可以通过longResult返推出shortA,shortB,intA。当然是不能这是直接相加。
    返回不应该用这种组合字符串的方式
    ((long)shortA << 48 ) 16位二进制0或1的字符串
    ((long)intA << 16) 32位二进制0或1的字符串
    shortB 16位二进制0或1的字符串
    将这三个字符串拼接成64位二进制字符串,再将这个64位二进制字符串转成一个long

    当然这种方式得到的结果是没毛病的,分割二进制的位数,对应去设置0或1。但是做法太草率,没有动脑筋,这种做法效率太低。
    正确的做法根据longResult算出shortA、intA、shortB也是要用位运算的。

1.为什么我要记录下来

有很多最基本的知识点,没有了解到,在遇到错误的时候,会走不少弯路,浪费很多不应该浪费的时间。说简单点,基础知识不牢固,工作效率低。
比如:一个二进制数的第一位是从左边开始算,还是从右边开始算起?
我深信读到这里的人,至少有一部分人不知道。当然,我也是属于这一部分人。(我并不想直接说出答案,可能会猜到有点人打开了百度)
为什么要记录下来?因为今天提交了一段垃圾代码关于整型合并的相互转换。领导看了,很沉默,不说话,发了篇文章给我,让我看,修改一下。其实我提交那段垃圾代码的时候心里就很没底悬得慌,感觉这样做很不合适。学而时习之,温故而知新。

2.两个short一个int如何合并一个long?

需求:
高16位用short,中间32位用int,最低16位用另外一个short。
答案:((long)shortA << 48 )+ ((long)intA << 16)+ shortB
具体的计算过程是这样的
距离shortA 是 17,intA是8,shortB是20
17是short类型 16位的二进制

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8是int类型 32位的二进制

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20是short类型 16位的二进制

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从这个三个二进制就可以得出long类型的64位二进制,long值是4785074604605460

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step1:将shortA 17的二进制左位移48位也就是这个long类型最左边16位(17一定要先转成long再左位移,一定要记住这一点)
(long)17<<48 的结果是4785074604081152 17乘以2的48次方法
2的49次方(第一个1在49位)加上2的53次方(第二个1在53位)
17的64位二进制

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向左移动48位后

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step2:8的二进制左移16位,(long)8<<16的结果是:524588
8的64位二进制

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向左移动16位后

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step3 :
(long)17<<48 +(long)8<<16 =4785074604081152 +524588
有效位数已经占满了前48位,剩下的有效16位就是20
最终的结果就是
((long)8<<16)+((long)17<<48)+20 =4785074604605460

3.根据long如何反推出合并前的两个short和一个int

完美三部曲,干就完事了。
step1:首先要获取前16位有效值shortA
我们已经知道了longResult 4785074604605460的64位二进制

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将这个long类型往右移动48位得到的64位二进制,也就是16位有效值shortA,这个short就是17

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longResult >>48完美得到shortA的值17,右位移也就是longResult整除2的48次方
shortA =(short)(longResult<<48)

step2:然后获取中间32位intA的值,先将这个longResult右位移16位,得到后48位有效值

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现在要取的后面32位有效值才是intA的值,再将(longResult>>16)&0xFFFFFFFF,做逻辑与运算,0xFFFFFFFF(4294967295,这是一个UInt32类型,有效位的32位全部是1)的64位二进制

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与运算的规则1&1=1 、1&0=0、0&0=0,所以对后48位有效值做完逻辑与运算,就得到有效32位的intA

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intA=(int)((longResult>>16)&0xFFFFFFFF)
intA的最终结果就是8

step3:最后获取最右边16位的shortB(将前面48位都变成0),只需要做一次与运算就可以,longResult做与运算的对象是0xFFFF(65535),有效16位全部都是1,二进制如下

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longResult&0xFFFF的最终结果就是20

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shortB=(short)(longResult&0xFFFF)=20;

4.总结

高16位用short,中间32位用int,最低16位用另外一个short。

longResult=((long)shortA << 48 )+ ((long)intA << 16)+ shortB

根据longResult获取前16位shortA,中间32位intA,后16位shortB

shortA=(short)(longResult>>48)
intA=(int)((longResult>>16)&0xFFFFFFFF)
shortB=(short)(longResult&0xFFFF)

那么
想用一个byte存两个数,如何相互转换?
如何获取和设置一个int的二进制位?
知道计算过程和位运算的基本概念,这些问题就非常简单,会者不难,难者不会。
有兴趣关注一下我的个人公众号,谢谢

posted @ 2019-04-30 00:24  张林-布莱恩特  阅读(...)  评论(...编辑  收藏
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