如何在 C 中切换 int / _Bool

Question

假设我们有一个

int

并且想要以布尔方式在

0

和

1

之间切换。我想到了以下几种可能性：

int value = 0; // May as well be 1

value = value == 0 ? 1 : 0;
value = (value + 1) % 2;
value = !value; // I was curious if that would do...

1. 第三个似乎有效。为什么？谁决定

   !0

   是

   1

   ？
2. 这些有问题吗？
3. 还有其他的可能性吗？例如，按位运算符？
4. 哪个提供最好的性能？
5. 所有这些都与

   _Bool

   （或来自 stdbool.h 的

   bool

   ）相同吗？如果不是，有什么区别？

Answer 1

value = !value;

直接表达了你想要做的事情，并且它按照定义完全按照你想要做的事情做。

使用这个表达方式。

来自C99 6.5.3.3/5“一元算术运算符”：

逻辑非运算符的结果！如果其值是 0 如果操作数的值比较，则操作数比较不等于 0、1 等于 0。结果的类型为 int。表达式 !E 是等价的 到 (0==E)。

Answer 2

第三个似乎有效。为什么？谁决定！0 是 1？

C 标准保证

!0

是

1

。

还有其他可能性吗？例如按位运算符？

是的，您可以使用异或运算符：

value ^= 1;

顺便说一下，我更喜欢这个而不是

value = !value;

，因为关系运算符和相等运算符可以导致分支，而按位运算符通常不会。

Answer 3

value = 1 - value; // toggle from 0 to 1 ... or 1 to 0
                   // when you know initial value is either 0 or 1

Answer 4

根据架构的不同，替代方案可能会存在明显的性能问题：

• !a 在某些架构中可能需要比较和分支，这可能会很昂贵，具体取决于 'a' 的模式
  • 在某些架构上有条件移动（无分支），但是
    这可能还需要 3 条指令才能完成（带有依赖项）
• 1-a 在许多架构中很可能需要两条指令
  • 计数器示例：ARM 有反向减法 RSB %r0, %r0, #1
• 1^a 可以用一条指令在许多架构中实现
• a=(a+1) % 2 最有可能优化为 a=(a+1)&1，这需要 2 条指令

但无论如何，优化的首要规则是不要优化不工作的代码。 要将 !a 替换为 a^1，必须 100% 确定它始终产生预期值。

Answer 5

1. 语言就是这样设计的。
2. 使用第三个，其他都是正确的，但不必要的复杂，因此隐藏了意图。

3. value = (value ^ 1) & 1;

4. 优化后它们都是一样的。

5. _Bool

   会有相同的结果。与 _Bool 唯一不同的是，值被强制为 1 或 0。这意味着

   bool x = 55;

   将具有值

   x == 1

编辑：由于我的脑残，更正了3中的公式。我发表评论是为了让人们看到我的花絮。

Answer 6

value = !value

似乎是最合理的，但您也可以使用

value = 1 - value

或

value ^= 1

。但如果

value

不是

0

或

1

，最后两个都会破裂。第一个仍然有效。

Answer 7

您的表情

value = value == 0 ? 1 : 0;

将与

value = !value;

完全相同。您可以使用两者中的任何一个。

!0

始终是

1

并且

!(any non zero value)

也是

0

Answer 8

使用按位非运算符

var = ~var;