C程序设计语言第二版习题2-7

问题描述

编写一个函数 invert(x, p, n)，该函数返回对 x 执行下列操作后的结果值：将 x 中从第 p 位开始的 n 个（二进制）位求反（即，1 变成 0，0 变成 1），x 的其余各位保持不变。

问题分解

• 主函数main
• 工具函数 setbits(x,p,n,y)， 算法解析可以看上一篇文章

• 核心函数 invert(x, p ,n)。 这道题其实不难，只要联想一下2-6解决的问题，即可快速得到答案。我们来回顾一下2-6解决的问题：编写一个函数setbits(x, p ,n, y)，该函数返回对x执行下列操作后的结果值: 将x中从第p位开始的n个(二进制)位设置为y中最右边n位的值，x的其余各位保持不变。 可以发现，我们只要拿到一个y，满足y的最右边的n位的值正是 x 中需要求反的位即可。因此算法描述可以为：

  1. 求得x的指定位求反并右移至尾部： (~x >> (p - n + 1)) & ~(~0 << n)

1. 调用setbits 即可求得

代码实现

#include<stdio.h>
​
unsigned setbits(unsigned x, int p, int n, unsigned y);
unsigned invert(unsigned x, int p, int n);
​
int main()
{
  unsigned x, r;
  int p, n;
  x = 21;
  p = 4;
  n = 3;
  r = invert(x, p, n);
  printf("The result is: %u \n", r);
  return 0;
}
​
unsigned setbits(unsigned x, int p, int n, unsigned y)
{
  return (x & (~(~(~0 << n) << (p - n + 1)))) | ((y & ~(~0 << n)) << (p - n + 1));
}
​
​
unsigned invert(unsigned x, int p, int n)
{
    unsigned y;
    y = (~x >> (p - n + 1)) & ~(~0 << n); 
    return setbits(x, p, n, y);
}