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Bailando con bits: Trabajando a nivel de bit II

Miércoles, 23 de Junio de 2010 Gaspar Fernández Dejar un comentario Ir a comentarios

Hace unos días empecé con la serie Bailando con Bits (aunque llevaba escrito varios meses) trata de formas para trabajar a nivel de bit desde C.

Hoy voy a proponer otra forma, quizás menos intuitiva que la anterior, pero diferente. Esta vez no utilizaremos un registro enorme ni nada parecido, utilizaremos un mismo número entero para hacer el ejemplo:

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#include <stdio.h>

#define PESOBIT(bpos) 1<<bpos

#define COGEBIT(var,bpos) (var & PESOBIT(bpos))?1:0

#define PONE_1(var,bpos) var | PESOBIT(bpos)

#define PONE_0(var,bpos) var & ~(PESOBIT(bpos))

#define CAMBIA(var,bpos) var ^ PESOBIT(bpos)

int main()

{

  int numero;

  int i;

  numero=63;

  printf ("Numero: %d\n", numero);

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d", i);

  printf("\n");

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d",COGEBIT(numero,i));

  printf("\n");

  numero=PONE_1(numero, 17);

  numero=PONE_0(numero, 3);

  numero=CAMBIA(numero, 20);

  numero=CAMBIA(numero, 5);

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d",COGEBIT(numero,i));

  printf("\nNúmero: %d\n", numero);

}

Ahora usamos varias macros que harán operaciones de bit con la variable a analizar (están definidas en la parte de arriba), tenemos PESOBIT, COGEBIT, PONE_1, PONE_0 y CAMBIA:

PESOBIT: Nos dice cuánto vale un bit con valor 1 en la posición especificada, por ejemplo en la posición 0 (LSB) vale 1, en la posición 1, vale 2, en la posición 3, vale 4, en la posición 4, vale 8…
COGEBIT: Nos dice si el bit en la posición bpos de la variable var vale 0 ó 1
PONE_1: Pone un 1 en el bit bpos de la variable var
PONE_0: Pone un 0 en el bit bpos de la variable var
CAMBIA: Cambia el valor (de 0 a 1 y viceversa) del bit en la posición bpos de la variable var

Como vemos en el ejemplo si queremos poner a 1 el bit 5 de numero, tendremos que hacer numero=PONE_1(numero,5), aunque en el siguiente ejemplo veremos cómo simplificar todo eso.

Con este ejemplo podemos jugar con los bits de números enteros. Pero, y si queremos utilizar otro tipo de variables? (aunque estamos limitados a 32bits) También tenemos este ejemplo con un tipo float:

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#include <stdio.h>

#define PESOBIT(bpos) 1<<bpos

#define COGEBIT(var,bpos) (*(unsigned*)&var & PESOBIT(bpos))?1:0

#define PONE_1(var,bpos) *(unsigned*)&var |= PESOBIT(bpos)

#define PONE_0(var,bpos) *(unsigned*)&var &= ~(PESOBIT(bpos))

#define CAMBIA(var,bpos) *(unsigned*)&var ^= PESOBIT(bpos)

int main()

{

  float numero;

  int i;

  numero=63.2317;

  printf ("Numero: %f\n", numero);

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d", i);

  printf("\n");

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d",COGEBIT(numero,i));

  printf("\n");

  PONE_1(numero, 5);

  PONE_0(numero, 3);

  CAMBIA(numero, 20);

  CAMBIA(numero, 5);

  CAMBIA(numero, 31);

  for (i=31; i>=0; i--)

    printf("%4d",COGEBIT(numero,i));

  printf("\n");

  printf("\nNúmero: %f\n", numero);

}

En este caso no tenemos que hacer una variable igual a PONE_1(variable, 5) para poner su bit a 1; simplemente con PONE_1(variable, 5) nos vale. En este ejemplo podemos ver una variable de tipo float desglosada en bits y podemos modificar a nivel de bit para obtener otros valores. (No le veo mucha utilidad a esto, pero bueno).

Post dedicado a algm, por su comentario en el artículo Bailando con bits anterior.