C 中的按位归约运算符

Question

C 中是否有像 Verilog 中那样的一元按位归约运算符？

就像在 Verilog 中一样，我们有：

$display (" & 4'b1001 = %b", (& 4'b1001)); 上面函数的输出是：

& 4'b1001 = 0 我在C中找不到类似的操作符。C语言中有这样的操作吗？

Answer 1

在 C 语言中，假设无符号或二进制补码，

!~x

 或 

~x == 0

 用作按位 AND；当且仅当 

x

 的每一位都是 1 时，它才为 1。

!!x

 或 

x != 0

 用作按位或；如果 

x

 的任何一位为 1，则为 1。

否定，不正确地称为 NAND 或 NOR，因为它们不以按位方式应用 NAND 或 NOR，而是将 NOT 应用于按位 AND 或 OR，只是

!!~x

 或 

~x != 0

 和 

!x

 或 

x == 0

。

C 标准规定的运算中没有按位异或。 GCC 有

__builtin_parity

 可以提供此功能。

以上适用于

x

的全宽。可以通过将额外位设置为单位元素来实现更窄的宽度（1 表示 AND，0 表示 OR 和 XOR）。

Answer 2

没有专用的运算符，但在大多数情况下，您可以使用按位运算符获得相同的结果，并将结果转换为

bool

，它实际上是一位。例如：

AND：按位取反，转换为布尔值，取反：

• bool and_reduction_4_bits(int n) {
      return !(~n & 0b1111); // C23 adds binary literals
  }

OR：仅转换为 bool

• bool or_reduction(int n) {
      return n; // works for any number of bits
  }

最棘手的是异或减少。如果您有办法计算设置的位数，然后检查该数字是否为奇数，则可以完成此操作。一些编译器提供内置

popcount()

 函数来执行此操作。如果没有，您可以使用 

bit twiddling hacks 创建自己的函数。

XOR：计算位数，检查是否为奇数

• bool xor_reduction(int n) {
      return popcount(n) & 1;
  }