写一个宏，可以将一个整数二进制奇数位和偶数位交换详解-编程知识

写一个宏，可以将一个整数二进制奇数位和偶数位交换详解

何为一个整数二进制奇数位和偶数位

想要完成解题，我们首先要知道一个整数二进制奇数位和偶数位，具体代表着哪一位

对于一个32位的整型，它的下标是从 0 ~ 31 的，总共32位。

其中下表为0的位是最右边的位（即最低有效位，LSB）

而下标为31的位是最左边的位（即最高有效位，MSB）

当我们说 “偶数位” 的时候，我们指的是下标为偶数（ 0 , 2 , 4 …… 30 ）的位

当我们说 “奇数位” 的时候，我们指的是下标为奇数（ 1 , 3 , 5 …… 31 ）的位

步骤1：定义掩码

我们要把一个整数二进制奇数位和偶数位交换，首先想到的就是找掩码来进行操作

何为掩码？掩码通常是一个二进制数，用于选择和屏蔽特定的位

在交换一个整数二进制奇数位和偶数位问题中，掩码用来选则出整数中的奇数位和偶数位。具体我们要用到两个掩码：

1.1偶数位掩码：

一个掩码，其中偶数索引位（从右边数起，第一位开始）是1，其余为是0。对于一个32位整数，它通常是：0x55555555


0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101  //(二进制)5    5    5    5    5    5    5    5    5    5     //(十六进制)

偶数位掩码的作用就是将整数所有的偶数位保留下来（ 0 , 2 , 4 …… 30 ），

而奇数位全部清零（ 1 , 3 , 5 …… 31 ），具体我们可以使用：

按位与（&）来操作

通过这样的操作，我们就将所有的偶数位保留下来，而奇数位全部清零了

1.2奇数位掩码：

一个掩码，其中奇数位索引的位为1，其余是0对于一个32位整数，它通常是：0xAAAAAAAA

奇数位掩码的作用就是将整数所有的奇数位保留下来，而奇数位全部清零。

步骤2：位操作

接下来，我们使用位操作来交换奇数位和偶数位

将整数与偶数位掩码0x55555555进行按位与操作（&），得到只包含偶数位信息的数。
将这个只包含偶数位信息的数左移一位（<< 1），使原来的偶数位占据奇数位的位置。
同时，将整数与奇数位掩码0xAAAAAAAA进行按位与操作（&），得到只包含奇数位信息的数。
将这个只包含奇数位信息的数右移一位（>> 1），使原来奇数位占据偶数位的位置

步骤3：合并结果

最后，我们将左移后的偶数位和右移后的奇数位通过：

按位或操作（ | ），或者加号（ + ）合并起来，得到最终交换了奇数位和偶数位的整数。

宏的最终实现

#define SWAPa(x) ( \(((x) & 0x55555555) << 1) | \(((x) & 0xAAAAAAAA) >> 1) \
)
#define SWAb(x) ( \(((x) & 0x55555555) << 1) + \(((x) & 0xAAAAAAAA) >> 1) \
)
int main() {printf("%d\n", SWAPa(5));printf("%d\n", SWAPa(5));printf("%d\n", SWAPa(10));printf("%d\n", SWAPa(10));return 0;
}