通过位操作获取函数中的值

Question

在特定的图形库中，一个表示具有32位值的像素，其由四个字节组成，用于表示四个分量RED，GREEN，BLUE和Alpha。可以使用以下定义：

typedef unsigned int Uint32;
typedef unsigned char byte;
enum Color { RED = 0, GREEN = 1, BLUE = 2, ALPHA = 3 };

一个现在需要两个免费功能：

Byte getColorComponent (Uint32 pixel, Color color);

通过位操作，检索并返回颜色参数中显示的四个颜色分量之一的值;和

void setColorComponent (Uint32 & pixel, Byte value, Color color);

它在像素中的正确位置（根据颜色参数）的字节值中停止。

答案是：

Byte getColorComponent(Uint32 pixel, Color color){   return (pixel >> (3-color)*8) & 0xFF; } 
void setColorComponent(Uint32& pixel, Byte value, Color color){   pixel &= ~(0xFF << (3-color) * 8);   pixel |= value << (3-color) * 8; }

我需要帮助才能理解答案。

Answer 1

帮助解决这类问题的好方法是使用普通的笔和纸。选择一个或多个变量的值，将其替换为表达式。继续替换子表达式，直到得到结果。

就像你简化数学表达式一样。

例如，使用getColorComponent：

选择颜色GREEN（价值1）。

选择像素值0x8a2be200（这是一种不透明的蓝紫色，假设RGBA）。

原始表达(pixel >> (3 - color) * 8) & 0xff

替代链

1. (0x8a2be200 >> (3 - 1) * 8) & 0xff
2. (0x8a2be200 >> 2 * 8) & 0xff
3. (0x8a2be200 >> 16) & 0xff
4. 0x8a2b & 0xff
5. 0x2b

使用color == GREEN，它可以提取32位GREEN颜色值的RGBA颜色分量。

如果您使用任何其他颜色枚举值（RED，BLUE或ALPHA）做同样的事情，您将看到它也从RGBA颜色值中提取这些组件。

我把它作为练习让读者使用这种技术来弄清楚setColorComponent在做什么。

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作为替代方案，要与计算机和调试器一起使用，请将复杂的表达式拆分为最小的子表达式，并将结果分配给临时变量。然后使用调试器逐行遍历代码，以查看结果。

有了这个，表达式(pixel >> (3 - color) * 8) & 0xff将成为陈述

auto t1 = 3 - color;     // 3 - color
auto t2 = t1 * 8;        // (3 - color) * 8
auto t3 = pixel >> t2;   // pixel >> (3 - color) * 8
auto t4 = t3 & 0xff;     // (pixel >> (3 - color) * 8) &0xff