AND 0xFF 有什么作用？

Question

在以下代碼中：

short = ((byte2 << 8) | (byte1 & 0xFF))

&0xFF的目的是什么？ 因為有時我看到它寫成：

short = ((byte2 << 8) | byte1)

這似乎也能正常工作？

Answer 1

如果byte1是一個 8 位整數類型，那么它是沒有意義的——如果它超過 8 位，它基本上會給你值的最后 8 位：

    0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
 &  0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
    -------------------------------
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1

Answer 2

與0xFF的整數只留下最低有效字節。 例如，要獲取short s的第一個字節，您可以編寫s & 0xFF 。 這通常稱為“掩蔽”。 如果byte1是單字節類型（如uint8_t ）或已經小於 256（因此除最低有效字節外全為零），則無需屏蔽高位，因為它們已經為零。

當您可能使用簽名類型時，請參閱 下面的 tristopia Patrick Schlüter 的回答。 在進行按位運算時，我建議只使用無符號類型。

Answer 3

如果byte1的類型是char ，則第二個表達式的危險就來了。 在這種情況下，某些實現可以將其signed char ，這將在評估時導致符號擴展。

signed char byte1 = 0x80;
signed char byte2 = 0x10;

unsigned short value1 = ((byte2 << 8) | (byte1 & 0xFF));
unsigned short value2 = ((byte2 << 8) | byte1);

printf("value1=%hu %hx\n", value1, value1);
printf("value2=%hu %hx\n", value2, value2);

將打印

value1=4224 1080     right
value2=65408 ff80    wrong!!

我在 Solaris SPARC 64 位上的 gcc v3.4.6 上進行了嘗試，結果與聲明為char byte1和byte2相同。

TL; 博士

屏蔽是為了避免隱式符號擴展。

編輯：我檢查過，它在 C++ 中是相同的行為。

EDIT2 ：根據要求解釋符號擴展。 符號擴展是 C 計算表達式方式的結果。 C 中有一個規則叫做提升規則。 在進行計算之前，C 將隱式地將所有小類型轉換為int 。 讓我們看看我們的表達式會發生什么：

unsigned short value2 = ((byte2 << 8) | byte1);

byte1是一個包含位模式 0xFF 的變量。 如果char是unsigned ，則該值被解釋為 255，如果它是有signed ，則它是 -128。 在進行計算時，C 會將值擴展為int大小（通常為 16 或 32 位）。 這意味着如果變量是unsigned並且我們將保留值 255，那么作為int值的位模式將為 0x000000FF。 如果它是有signed我們需要值 -128，位模式是 0xFFFFFFFF。 符號擴展到用於進行計算的臨時的大小。 因此 oring 臨時將產生錯誤的結果。

在 x86 匯編上，它是通過movsx指令完成的（ movzx表示零擴展）。 其他 CPU 對此有其他指令（6809 有SEX ）。

Answer 4

假設您的byte1是一個字節（8 位），當您對一個字節與 0xFF 進行按位與運算時，您將獲得相同的字節。

所以byte1與byte1 & 0xFF相同

說byte1是01001101 ，然后byte1 & 0xFF = 01001101 & 11111111 = 01001101 = byte1

如果 byte1 是其他類型的 4 字節整數，則按位 AND 與 0xFF 會為您留下 byte1 的最低有效字節（8 位）。

Answer 5

在byte1 & 0xff確保只有8的至少顯著位byte1可以是非零的。

如果byte1是已經僅具有8位（例如，無符號類型char在某些情況下，或unsigned char在大多數），它不會有任何區別/是完全不必要的。

如果byte1是有符號類型或具有超過 8 位的類型（例如， short 、 int 、 long ），並且設置了除 8 個最低有效位之外的任何位，則將存在差異（即，它將使那些位為零） or ing 與另一個變量之前的高位，因此or此操作數僅影響結果的 8 個最低有效位）。

Answer 6

它清除所有不在第一個字節中的位

Answer 7

& 0xFF本身僅確保如果字節長於 8 位（語言標准允許），則其余部分將被忽略。

這似乎也能正常工作？

如果結果最終大於SHRT_MAX ，則會出現未定義的行為。 在這方面，兩者的效果都一樣差。