C语言中如何将二进制连续多1转为0（限指定位运算操作符）

需要实现一个函数，将整数x二进制形式中所有连续的多位1（即包含两个及以上1的连续位段）全部转为0，仅保留孤立的单个1。

问题规范 #

• 允许使用的操作符：!、~、&、^、|、+、<<、>>（禁止使用循环、分支等控制结构）
• 操作符最大使用次数限制：16

示例 #

• cleanConsecutive1(0x10) = 0x10（二进制10000为孤立1，保留）
• cleanConsecutive1(0xF0) = 0x0（二进制11110000为连续4个1，全部清除）
• cleanConsecutive1(0xFFFF0001) = 0x1（高16位连续1清除，最低位孤立1保留）
• cleanConsecutive1(0x4F4F4F4F) = 0x40404040（每个字节中连续3个1清除，保留最高位的孤立1）

当前尝试的问题 #

你提供的尝试代码逻辑存在错误，比如对于输入0x10，代码会输出0x18而非预期的0x10，其位运算组合无法正确区分孤立1和连续1。

正确实现方案 #

核心思路是先标记出所有属于连续多位1的位，再从原数中清除这些位：

1. 计算mask = x & (x >> 1)：结果中的1表示当前位与右侧相邻位均为1，即这些位属于连续1的一部分。
2. 扩展标记范围：mask = mask | (mask << 1)：将标记范围扩展到连续1的所有位（原标记的左邻位也属于连续1）。
3. 保留孤立1：x & ~mask：清除所有被标记的连续1位，仅保留孤立的单个1。

代码实现 #

int cleanConsecutive1(int x) {
    int mask = x & (x >> 1);
    mask |= mask << 1;
    return x & ~mask;
}

操作符次数统计 #

• x & (x >> 1)：3次操作（>>、&）
• mask |= mask << 1：3次操作（<<、|）
• x & ~mask：2次操作（~、&）
  总计8次操作，远低于16次的限制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jess