C语言：拼接不同long类型数据的部分位及实现指定位提取函数

嘿，这可是个典型的位操作问题，我一步步给你拆解清楚——先解决第一个拼接long类型部分内容的问题，再实现你要的getbits函数。

一、在C语言中拼接不同long类型的部分内容 #

核心就是用好三个位操作工具：

• 掩码（&）：用来精准提取你需要的位段。比如要从一个unsigned long里取低12位，就用value & 0xFFF；要取第20到27位（共8位），就先把数值右移20位，再用& 0xFF过滤出低8位：(value >> 20) & 0xFF。
• 移位（<<、>>）：把提取到的位段挪到目标位置。比如刚才取的低12位要放到结果的高12位，就用low_12_bits << (64 - 12)（假设是64位unsigned long）。
• 按位或（|）：把不同的位段拼接成一个完整的数值。比如把高16位和低48位拼起来：(high_16_bits << 48) | low_48_bits。

举个简单例子：假设我们有两个64位unsigned long变量a和b，要把a的高32位和b的低32位拼成新的unsigned long：

unsigned long a = 0xABCDEF001234567A;
unsigned long b = 0x98761111FCDFEC80;
unsigned long result = (a & 0xFFFFFFFF00000000) | (b & 0x00000000FFFFFFFF);

二、实现getbits函数 #

先从你的示例反推规则：

• 数组bits是连续的位序列，bits[0]是高64位，bits[1]是低64位；
• 位编号从0开始，第0位是整个序列的最低位（LSB）（也就是bits[1]的第0位）；
• 调用getbits(bits, 56, 20)要返回0x0000000000067A98，这意味着我们要提取从第56位到第75位的20位，这20位跨了bits[1]的56-63位（8位）和bits[0]的0-11位（12位），拼接后得到目标值。

基于这个逻辑，写出的函数如下：

#include <stddef.h>

unsigned long getbits(unsigned long bits[], unsigned idx, unsigned len) {
    unsigned end_idx = idx + len - 1;
    // 这里假设数组固定为2个元素，如果要支持任意长度，可以添加数组长度参数
    const size_t array_len = 2;
    // 计算起始位和结束位所在的数组元素索引
    size_t start_elem = array_len - 1 - (idx / 64);
    size_t end_elem = array_len - 1 - (end_idx / 64);
    
    unsigned long result = 0;
    
    if (start_elem == end_elem) {
        // 所有位都在同一个元素中
        unsigned shift = idx % 64;
        // 生成len位全1的掩码，注意用1UL避免溢出（len=64时用~0UL）
        unsigned long mask = (len == 64) ? ~0UL : ((1UL << len) - 1);
        result = (bits[start_elem] >> shift) & mask;
    } else {
        // 跨两个元素提取（示例就是这种情况）
        // 提取低位元素的目标部分（从idx到该元素的最高位）
        unsigned low_bits_len = 64 - (idx % 64);
        unsigned long low_part = bits[start_elem] >> (idx % 64);
        
        // 提取高位元素的目标部分（从该元素的最低位到end_idx）
        unsigned high_bits_len = len - low_bits_len;
        unsigned long high_part = bits[end_elem] & ((1UL << high_bits_len) - 1);
        
        // 拼接两部分：高位部分左移低位长度，再和低位部分按位或
        result = (high_part << low_bits_len) | low_part;
    }
    
    return result;
}

验证示例：

把bits = {0xABCDEF001234567A, 0x98761111FCDFEC80}传入函数：

• idx=56，len=20，end_idx=75；
• start_elem=1（对应bits[1]），end_elem=0（对应bits[0]）；
• 从bits[1]提取56-63位：0x98761111FCDFEC80 >>56得到0x98；
• 从bits[0]提取0-11位：0xABCDEF001234567A & 0xFFF得到0x67A；
• 拼接：(0x67A <<8) | 0x98 = 0x67A98，和示例预期结果一致。

补充说明：

1. 如果你的数组存储顺序相反（bits[0]是低64位），只需要调整start_elem和end_elem的计算方式，改成start_elem = idx /64即可；
2. 如果需要支持len超过64位的情况，可以添加循环处理多个元素的逻辑；
3. 代码中用1UL而不是1，是为了避免int类型左移溢出的问题，确保位操作在unsigned long的范围内进行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vegas