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Bailando con bits: Trabajando a nivel de bit II

binarios

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.

Actualización Marzo 2016: foto principal

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There are 3 comments left Ir a comentario

  1. Robert /
    Usando Mozilla Firefox Mozilla Firefox 21.0 en Ubuntu Linux Ubuntu Linux

    No me quedo muy claro como funciona el COGEBIT(). Por lo que veo compara el valor que le das con el tamaño maximo que puede tener un numero con la cantidad de bits de bpos, pero como que al hacer la coparacion alguna vez es cierto? es decir, el operador & no funciona igual que el if(a==b)?

    Se agredecieria explicacion, gracias.

  2. Robert /
    Usando Mozilla Firefox Mozilla Firefox 21.0 en Ubuntu Linux Ubuntu Linux

    @Robert
    Al final ya lo pille, gracias a este link: http://es.scribd.com/doc/2673674/Operadores-Binarios

    Merci pel tutorial, salut!

  3. Robert /
    Usando Mozilla Firefox Mozilla Firefox 21.0 en Ubuntu Linux Ubuntu Linux

    @Robert
    Ahora me surge otra duda. Todo lo anterior hace bastantes operaciones. Si yo necesito una matriz de bool, es mejor hacerla normal, usando 8 bits por valor, o és mejor hacerla con este método, en que aprovecho todos los bits pero ¿me gastaría mas recursos?

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