《その123》特定の 1ビットだけを操作する　&　p.55演習2-3: C++，C++/CX に挑戦！

2017年11月13日

《その123》特定の 1ビットだけを操作する　&　p.55演習2-3

　特定の 1ビットだけを操作する方法を考えてみます。

　操作は次の３種類です。
　① 1 をセットする。
　② 0 をセットする。
　③ 反転する。

【 ①の場合】


　①の例として、
    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
の下位第 5ビットに 1をセットする場合について考えてみます。

下位第 5ビットだけが 1 の
    00000000000000000000000000010000 … (ⅱ)
を用意します。

(ⅰ)と(ⅱ)の論理和「 | 」が、求める結果です。


    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
 |) 00000000000000000000000000010000 … (ⅱ)
-------------------------------------
    00000000000000000000000000010111 … 完成

【 ②の場合】


    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
の下位第 2ビットに 0をセットする場合について考えてみます。

　下位第 2ビットだけが 1 の
    00000000000000000000000000000010 … (ⅲ)
を用意します。

　(ⅲ)の全ビットを反転させます。
    11111111111111111111111111111101 … (ⅳ)

(ⅰ)と(ⅳ)の論理積「 & 」が、求める結果です。


    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
 &) 11111111111111111111111111111101 … (ⅳ)
-------------------------------------
    00000000000000000000000000000101 … 完成

【 ③の場合】


    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
の下位第 4ビットを反転する場合について考えてみます。

　下位第 4ビットだけが 1 の
    00000000000000000000000000001000 … (ⅴ)
を用意します。

(ⅰ)と(ⅴ)の排他的論理和「 ^ 」が、求める結果です。


    00000000000000000000000000000111 … (ⅰ)
 ^) 00000000000000000000000000001000 … (ⅴ)
-------------------------------------
    00000000000000000000000000001111 … 完成

新版明解C++中級編　p.55 演習2-3
　符号無し整数 x の下位第 posビットを、1 にした値を返す関数 set、0 にした値を返す関数 reset、反転した値を返す関数 inverse を作成せよ。

　　　unsigned set(       unsigned x, int pos);
　　　unsigned reset(     unsigned x, int pos);
　　　unsigned inverseset(unsigned x, int pos);

// p55_演習2-3
#include <iostream>
using namespace std;

int count_bits(unsigned x) {
    int bits = 0;
    while (x) {
        if (x & 1U) bits++;
        x >>= 1;
    }
    return bits;
}

int int_bits() { return count_bits(~0U); }

void print_bits(unsigned x) {
    for (int i = int_bits() - 1; i >= 0; i--)
        cout << ((x >> i) & 1U ? '1' : '0');
}

unsigned set(unsigned x, int pos) {
    unsigned temp = 1U;
    for (int i = 1; i < pos; i++) temp *= 2;
    return x | temp;
}

unsigned reset(unsigned x, int pos) {
    unsigned temp = 1U;
    for (int i = 1; i < pos; i++) temp *= 2;
    temp = ~temp;
    return x & temp;
}

unsigned inverse(unsigned x, int pos) {
    unsigned temp = 1U;
    for (int i = 1; i < pos; i++) temp *= 2;
    return x ^ temp;
}

int main() {
    unsigned x;

    while (1) {
        cout << "非負の整数(999で終了) : "; cin >> x;
        if (x == 999) break;
        print_bits(x); cout << ' ' << x << '\n';

        int pos;
        do { cout << "対象は下位第何ﾋﾞｯﾄ(1 ～ " << int_bits() << ")ですか : ";
        cin >> pos; } while (pos < 1 || pos > int_bits());

        int n;
        do { cout << "1 … set， 2 … reset， 3 … inverse  番号を入力 : ";
        cin >> n; } while (n != 1 && n != 2 && n != 3);

        print_bits(x); cout << ' ' << x << '\n';
        if (n == 1) {
            unsigned return_value = set(x, pos);
            print_bits(return_value); cout << ' ' << return_value << '\n';
        }
        if (n == 2) {
            unsigned return_value = reset(x, pos);
            print_bits(return_value); cout << ' ' << return_value << '\n';
        }
        if (n == 3) {
            unsigned return_value = inverse(x, pos);
            print_bits(return_value); cout << ' ' << return_value << '\n';
        }
        cout << '\n';
    }
}