Что такое CHAR_BIT?

Цитата из кода для вычисления целочисленного абсолютного значения (абс) без перехода из http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html :

int v;           // we want to find the absolute value of v
unsigned int r;  // the result goes here 
int const mask = v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1;

r = (v + mask) ^ mask;

Запатентованный вариант:

r = (v ^ mask) - mask;

Что это такое CHAR_BITи как им пользоваться?

Вы должны знать, что этот код зависит от определяемого реализацией поведения правого битового сдвига для подписанных типов. gcc обещает всегда обеспечивать разумное поведение (расширение знака-бит), но ISO C позволяет реализации обнулять верхние биты.

Один из способов обойти эту проблему:

#ifdef HAVE_SIGN_EXTENDING_BITSHIFT
int const mask = v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1;
#else
int const mask = -((unsigned)v >> sizeof(int) * CHAR_BIT - 1);
#endif

Ваш Makefileили config.hт. Д. Могут быть определены HAVE_SIGN_EXTENDING_BITSHIFTво время сборки в зависимости от вашей платформы.

CHAR_BITэто количество бит в char. В наши дни почти все архитектуры используют 8 бит на байт, но это не всегда так. Некоторые старые машины использовали 7-битный байт.

Его можно найти в <limits.h>.

Попытка ответить как на явный вопрос (что такое CHAR_BIT), так и на неявный (как это работает) в исходном вопросе.

Символ в C и C ++ представляет собой наименьшую единицу памяти, которую программа C может адресовать *

CHAR_BIT в C и C ++ представляет количество бит в char. Всегда должно быть не меньше 8 из-за других требований к типу char. На практике на всех современных компьютерах общего назначения это ровно 8, но некоторые исторические или специализированные системы могут иметь более высокие значения.

Java не имеет эквивалента CHAR_BIT или sizeof, в этом нет необходимости, поскольку все примитивные типы в Java имеют фиксированный размер, а внутренняя структура объектов непрозрачна для программиста. При переводе этого кода на Java вы можете просто заменить sizeof (int) * CHAR_BIT - 1 на фиксированное значение 31.

В этом конкретном коде он используется для вычисления количества бит в int. Имейте в виду, что этот расчет предполагает, что тип int не содержит битов заполнения.

Предполагая, что ваш компилятор выбирает расширение знака при сдвиге битов чисел со знаком, и предполагая, что ваша система использует представление с дополнением 2s для отрицательных чисел, это означает, что «MASK» будет 0 для положительного или нулевого значения и -1 для отрицательного значения.

Чтобы отрицать двоичное дополнение, нам нужно выполнить побитовое отрицание, а затем добавить единицу. Точно так же мы можем вычесть единицу, а затем поразрядно отрицать ее.

Снова предполагая, что представление дополнения до двух, -1 представлено всеми единицами, поэтому исключающее или с -1 эквивалентно поразрядному отрицанию.

Итак, когда v равно нулю, число остается в покое, когда v равно единице, оно отменяется.

Следует знать, что подписанное переполнение в C и C ++ является неопределенным поведением. Таким образом, использование этой реализации ABS для самого отрицательного значения приводит к неопределенному поведению. Это можно исправить, добавив приведение типов, чтобы последняя строка программы оценивалась как целое число без знака.

* Это обычно, но не всегда, то же самое, что и наименьшая единица памяти, которую может адресовать оборудование. Реализация потенциально может объединить несколько единиц памяти с аппаратной адресацией в одну единицу памяти с программной адресацией или разделить одну единицу памяти с аппаратной адресацией на несколько единиц памяти с программной адресацией.