2.4 位运算构建特定二进制数

由前面可知，对寄存器特定位进行置1、清零或者取反，关键点在于要事先构建一个特别的数，这个数和原来的值进行位与、位或、位异或操作，即可达到我们对寄存器操作的要求。

自己去算这个数，显然既费时又费脑，虽然依托工具也可以算出来，但缺点就是不直观。如0X0003803A这个数谁能一下报出转换为二进制后为多少？太难了。既然如此，我们完全可以使用位运算（位与、位或、取反等等）快速地构建我们需要的操作数。

2.4.1 使用移位获取特定位为1的二进制数

最简单的就是用移位来获取一个特定位为1的二进制数。如我们需要一个bit3～bit7为1（隐含意思就是其他位全部为0）的二进制数。

❶我们可以用计算器或者直接用脑子去想。

这个数便是0b11111000 = 0xf8，而这个数并不容易一下就能想出来。

❷我们来利用二进制构造。

分析bit3～bit7为1，则该数是由5(7-3+1)个二进制的1构成的，只不过是从bit3开始连续排布的，所以我们就想构造一个从bit0开始连续排布的5个二进制1，左移3位即可实现。而这个数很容易就可以想出来，它就是0x1f，现在对这个数左移3位(0x1f << 3 )是不是就实现了呢。

也许，这个对比还不是很明显，我们再来看一个例子：获取bit3～bit7为1，同时bit23～bit25为1，其余位为0的数。

❶这个时候你用脑子去想是不是开始觉得头大了。

好了，你可以用笔或者计算器算下。这个数是0b00000011100000000000000011111000= 0x038000f8。

❷我们来利用二进制构造。

bit3～bit7：以bit0为基准构造结果为0x1f。

bit23～bit25：以bit0为基准构造结果为0x07。

开始移位相或：(0x1f<<3) | (0x07<<23)

对比：假如要用C语言定义该数，如下所示。

        int a = 0x038000f8;
        int a = (0x1f<<3) | (0x07<<23);

很显然，第二个可读性和可塑性提高了很多！

2.4.2 结合位取反获取特定位为0的二进制数

这次我们要获取bit4～bit10为0（该数总共32bit），其余位全部为1的数。有了上面的思维之后，想想该怎么做？我想如果你有了上面的思维后，相信聪明的你已经知道解法了吧。

分析：bit4～bit10为0，说明bit31～bit11都为1, bit3～bit0也都为1。

bit31～bit11：以bit0为基准构造结果为0x1fffff。

bit3～bit0：以bit0为基准构造结果为0x0f。

所以，结果是(0x1fffff<<11) | (0x0f<<0)。

但是，你有没有发现采用这种方法并没有什么太大的优势。连续为1的位数太多了，这个数字本身就很难构造，所以这种方法的优势损失掉了。这种特定位（比较少）为0而其余位（大部分）为1的数，不适合用很多个连续1左移的方式来构造，而适合左移加位取反的方式来构造。

思路：先试图构造出这个数的反码，再取反得到这个数。例如本例中要构造的数bit4～bit10为0，其余位为1，那我们就先构造一个bit4～bit10为1，其余位为0的数，然后对这个数按位取反即可。

· 构造该数的反码

bit4～bit10为0的数。其反码为bit4～bit10为1，其余bit为0，这个就很容易构造，就是0x7f<<4。

· 对其取反

对其构造的反码进行取反：～(0x7f<<4)。

对比：对该数用C语言定义，效果很明显。

        int a = 0x1fffff<<11) | (0x0f<<0);
        int a = ～(0x7f<<4);

2.4.3 总结

位与、位或结合特定二进制数，即可完成寄存器位操作需求。

❶如果你要的这个数中比较少位为1，大部分位为0，则可以通过连续很多个1左移n位得到。

❷如果你想要的数中比较少位为0，大部分位为1，则可以通过先构建其位反码，然后再位取反来得到。

❸如果你想要的数中连续1（连续0）的部分不止一个，那么可以通过多段分别构造，然后再彼此位或即可。这时候因为参与位或运算的各个数为1的位是不重复的，所以这时候的位或其实相当于几个数的叠加。