计算64位整数尾随零位数的函数FecBitCtz及其示例

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问题:

下面这段代码实现什么功能?能给我举几个例子吗? static inline uint32_t FecBitCtz(uint64_t value) { return ((value & UINT32_MAX) == 0) ? (__builtin_ctz(value >> 32) + 32) : (__builtin_ctz(value & UINT32_MAX)); }

回答:

这段代码实现了一个函数 FecBitCtz,用于计算一个64位无符号整数(uint64_t)中从最低有效位(Least Significant Bit, LSB)开始连续的零位的数量。这个函数使用了GCC内建函数 __builtin_ctz,该函数用于计算一个整数的尾随零的数量(Count Trailing Zeros, CTZ)。

具体来说,FecBitCtz函数的实现逻辑如下:

  1. 检查输入的64位整数 value 的低32位(即 value & UINT32_MAX)是否为零。
  2. 如果低32位为零,则计算高32位(即 value >> 32)的尾随零的数量,并加上32(因为低32位全是零)。
  3. 如果低32位不为零,则直接计算低32位的尾随零的数量。

下面是几个例子来说明这个函数的工作原理:

例子1

输入:value = 0x0000000100000000(即 2^32)

  • 低32位:0x00000000,全是零。
  • 高32位:0x00000001,只有最低位是1。
  • 高32位的尾随零数量:0。
  • 因为低32位全是零,所以结果是 0 + 32 = 32

例子2

输入:value = 0x0000000000000008(即 2^3)

  • 低32位:0x00000008,最低3位是零。
  • 低32位的尾随零数量:3。
  • 因为低32位不全是零,所以结果是3。

例子3

输入:value = 0x0000000200000000(即 2^33)

  • 低32位:0x00000000,全是零。
  • 高32位:0x00000002,只有第1位是1。
  • 高32位的尾随零数量:1。
  • 因为低32位全是零,所以结果是 1 + 32 = 33

例子4

输入:value = 0x0000000000000000(即 0)

  • 低32位:0x00000000,全是零。
  • 高32位:0x00000000,全是零。
  • 高32位的尾随零数量:32。
  • 因为低32位全是零,所以结果是 32 + 32 = 64

例子5

输入:value = 0x0000000000000010(即 2^4)

  • 低32位:0x00000010,最低4位是零。
  • 低32位的尾随零数量:4。
  • 因为低32位不全是零,所以结果是4。

通过这些例子可以看出,FecBitCtz函数能够正确计算64位整数中从最低有效位开始的连续零位的数量。