在C中读写整数的最高位时，最便携的方式是什么？

Question

在C中读写整数的最高位时，最便携的方式是什么？

这是一个彭博社的面试问题。我当时没有给出最好的答案。有人能回答这个问题吗？

Answer 1

如果类型是无符号的，则很容易：

(type)-1-(type)-1/2

对于有符号的值，我知道不可能。如果你找到一种方法，它会回答几个未回答的问题，所以：

C question: off_t (and other signed integer types) minimum and maximum values

Is there any way to compute the width of an integer type at compile-time?

也许是其他人。

Answer 2

首先，请注意，如果我们讨论的是有符号整数，则没有可移植的方法来访问顶部位；标准中根本没有定义单一的可移植表示，因此“顶部位”的含义在原则上可以变化。此外，C不允许直接访问按位表示；您可以将int作为char缓冲区访问，但您不知道“顶部位”位于何处。

如果我们只关心有符号整数的非负范围，并且假设所述范围的大小是2的幂(如果不是，那么我们需要再次关心有符号的表示)：

#define INT_MAX_BIT (INT_MAX - (INT_MAX >> 1))
#define SET_MAX_BIT(x) (x | INT_MAX_BIT)
#define CLEAR_MAX_BIT(x) (x & ~INT_MAX_BIT)

一种类似的方法可以用于无符号整数，它可以用来获得真正的top bit。

Answer 3

下面是一个愚蠢的例子，使用：

Built-in Function: int __builtin_clz (unsigned int x)

Returns the number of leading 0-bits in x, starting at the most
significant bit position. If x is 0, the result is undefined. 

第一次尝试：

int get_msb(int x) { return x ? __buildin_clz(x) == 0 : 0; }

注意:指定int或unsigned int参数的函数可以在没有警告的情况下与另一种类型一起调用，这是C的一个怪癖。但是，这可能涉及到转换- C++标准4.7.2规定：

如果目标类型是无符号类型，则结果值是与源整数相同的最小无符号整数(模2n，其中n是用于表示无符号类型的位数)。注意:在二进制补码表示中，这种转换是概念性的，位模式没有变化(如果没有截断)。

这意味着如果位模式不是二进制补码表示，那么位模式可能会改变，这也会停止这种“解决方案”的可靠工作。:-(

Chris下面的评论提供了一个解决方案(在这里作为一个函数而不是预处理器宏)：

int get_msb(int x) { return x ? __buildin_clz(*(unsigned*)&x) == 0 : 0; }