Почему у C нет бинарных литералов?

Question

Я часто жалея, что я мог бы сделать что-то подобное в C:

val1 &= 0b00001111; //clear high nibble 
val2 |= 0b01000000; //set bit 7 
val3 &= ~0b00010000; //clear bit 5 

Имея этот синтаксис кажется, невероятно полезным дополнением к C без каких-либо недостатков, что я могу думать, и это кажется естественным вещь для язык низкого уровня, где бит-twiddling довольно распространен.

Редактировать: Я вижу некоторые другие отличные альтернативы, но все они разваливаются, когда есть более сложная маска. Например, если reg является регистром, который управляет выводами ввода-вывода на микроконтроллере, и я хочу установить контакты 2, 3 и 7 в то же время, я мог бы написать reg = 0x46;, но мне пришлось потратить 10 секунд, думая об этом (и мне, вероятно, придется потратить 10 секунд снова каждый раз, когда я прочитаю этот код после того, как не посмотрю на него в течение дня или двух), или я мог бы написать reg = (1 << 1) | (1 << 2) | (1 << 6);, но лично я думаю, что это менее понятно, чем просто писать `reg = 0b01000110 ;» Я могу согласиться, что он не масштабируется далеко за пределы 8 бит или, может быть, 16-разрядных архитектур. Не то, чтобы мне когда-либо понадобилось сделать 32-битную маску.

Answer 1

Это толкаемый hexadecimal быть ... шестнадцатеричным. «... первичное использование шестнадцатеричной нотации - это удобное для человека представление двоично-кодированных значений в вычислительной и цифровой электронике ...». Это будет выглядеть следующим образом:

val1 |= 0xF; 
val2 &= 0x40; 
val3 |= ~0x10; 

Hexadecimal:

1. Одна шестнадцатеричная цифра может представлять собой полубайт (4 бита или половину восьмеричной).
2. Две шестнадцатеричные цифры могут представлять собой байты (8 бит).
3. Hex намного компактнее при масштабировании до более крупных масок.

С некоторой практикой преобразование между шестнадцатеричным и двоичным будет становиться более естественным. Попытайтесь написать свои конверсии вручную, а не использовать онлайн-конвертер записей в формате bin/hex - затем через пару дней он станет естественным (и быстрее в результате).

Помимо: Даже если бинарные литералы не является стандартным C, если вы собираете с GCC можно использовать бинарные литералы, они должны начинаться с префикса «0b» или «0B». Для получения дополнительной информации см. Официальную документацию here. Пример:

int b1 = 0b1001; // => 9 
int b2 = 0B1001; // => 9 

Answer 2

Согласно Rationale for International Standard - Programming Languages C §6.4.4.1 целочисленные константы

предложение, чтобы добавить двоичные константы было отклонено из-за отсутствия прецедента и недостаточной полезности.

Это не в стандарте C, но GCC поддерживает его как расширение, префиксом 0b или 0B:

i = 0b101010; 

См here для деталей.

Answer 3

Все ваши примеры могут быть написаны еще более ясно:

val1 &= (1 << 4) - 1; //clear high nibble 
val2 |= (1 << 6); //set bit 6 
val3 &=~(1 << 3); //clear bit 3 

(я взял на себя смелость фиксируя комментарии считать от нуля, как и предназначен Nature.)

Ваш компилятор сбросит эти константы, поэтому для их написания не существует штрафа за исполнение. И их легче читать, чем версии 0b....

Answer 4

Я считаю, что читаемость является первоочередной задачей. Хотя низкий уровень, это люди, которые читают и поддерживают ваш код, а не машину.

Легко ли вам понять, что вы ошибочно набрали 0b1000000000000000000000000000000(0x40000000), где вы действительно имеете в виду 0b10000000000000000000000000000000(0x80000000)?

Answer 5

Если вам не нужен фактический буквальным, вы можете сделать что-то вроде этого:

#define B_(x) strtoull(#x, 0, 2) 

unsigned char low_nibble = B_(00001111); 
unsigned char bit_7 = B_(01000000); 
unsigned char bit_5 = B_(00010000); 

val1 |= low_nibble; 
val2 &= bit_7; 
val3 |= ~bit_5; 

Answer 6

«Например, если р является регистр, который контролирует контакты ввода/вывода на микроконтроллере»

Я не могу не думать, что это плохой пример. Биты в контрольных регистрах имеют определенные функции (как и любые устройства, подключенные к отдельным битам ввода-вывода).

Было бы гораздо разумнее предоставить символические константы для битовых шаблонов в файле заголовков, а не для разработки двоичного кода внутри кода. Преобразование двоичного в шестнадцатеричное или восьмеричное тривиально, помня, что происходит, когда вы пишете 01000110 в регистр ввода-вывода, нет, особенно если у вас нет таблицы данных или схемы.

Вы не только сохраните эти 10 секунд, пытаясь выработать двоичный код, но, возможно, несколько больше времени, пытаясь понять, что он делает!