基本操作的位运算实现

下面使用位运算来实现一些基本的操作和基本的函数，这些实现全部都是宏，这是高效率的关键。

/**/ /*  base.h：基本操作的位运算实现  */   
#ifndef BASE_H   
#define  BASE_H   
#define  word   int   
#define  uword  unsigned int   
/**/ /*  将最右侧的1位改成0位  */   
#define  right1to0(x)  ((x)&((x)-1))   
/**/ /*  向右传播最右侧的1位  */   
#define  right1torig(x)  ((x)|((x)-1))   
/**/ /*  将最右侧的连续1位串改成0位串  */   
#define  right1sto0s(x)  (((x)|(x)-1)+1 & (x))   
/**/ /*  检查无符号整数x是否为2的幂，注意&的优先级低于==，需要括号  */   
#define  powof2u(x)  (((x)&((x)-1))==0)   
/**/ /*  检查无符号整数x是否为2**n-1的形式  */   
#define  pow2sub1u(x)  (((x)&((x)+1))==0)   
/**/ /*  检查无符号整数x是否为2**j-2**k形式  */   
#define  pow2subpow2u(x)  ((((x)|(x)-1)+1 & (x))==0)   
  
/**/ /*  下列掩码直接析出字中指定的位  */   
/**/ /*  析出最右侧的1位  */   
#define  right1(x)  ((x) & -(x))   
/**/ /*  析出最右侧的0位  */   
#define  right0(x)  (~(x)&((x)+1))   
/**/ /*  析出后缀0  */   
#define  suffix0(x)  (((x)&-(x))-1)   
/**/ /*  析出最右侧的1位和后缀0(即后缀100)  */   
#define  suffix10s0(x)  ((x) ^ (x)-1)   
/**/ /*  下列掩码与字做&运算，可以析出字中指定的字段  */   
/**/ /*  析出高阶n位(注意n的值不能大于int型的宽度)  */   
#define  high_ones(n) (-1<<32-(n))   
/**/ /*  析出低阶n位  */   
#define  low_ones(n) (~(-1<<(n)))   
/**/ /*  析出低阶offset位和高阶32-offset-width位  */   
#define  mid_zeros(width,offset)    /   
        ( - 1 << (width) + (offset)  |   ~ ( - 1 << (offset)))       
/**/ /*  析出中间width位，它右侧有offset位  */   
#define  mid_ones(width,offset)     /   
        ( ~ ( - 1 << (width) + (offset))  &  ( - 1 << (offset)))   
  
/**/ /*  对无符号整数x，求比x大且与x中的位1个数相同的下一个整数：  
    例如对nnn0 1111 0000，则下一个整数为nnn1 0000 01111。  
    可以用这个函数来遍历一个集合的所有子集  */   
#define  nextsame1u(x)  (right1(x)+(x) |      /   
      (((x) ^ right1(x) + (x)) >> 2 ) / right1(x))   
/**/ /*  字的绝对值函数：注意x>>31为0或-1，而x^0=x，x^-1=~x  */   
#define  abs(x)  (((x)^((x)>>31))-((x)>>31))   
/**/ /*  绝对值的负值  */   
#define  nabs(x)  (((x)>>31)-((x)^((x)>>31)))    
/**/ /*  符号扩展：将第7位向左传播(位编号从0开始)  */   
#define  prop7thtolef(x)  ((((x) & 0x000000FF) ^ 0x00000080)-0x00000080)   
/**/ /*  对无符号整数实现算术右移：也可用更简单的((signed)(x)>>n)  */   
#define  arithrshiftu(x,n)  ((((x)^0x80000000)>>(n))-(0x80000000>>(n)))        
/**/ /*  对有符号整数实现逻辑右移：也可用更简单的((unsigned)(x)>>n)  */   
#define  logicrshift(x,n)  ((((x)^0x80000000)>>(n))+(1<<31-(n)))    
/**/ /*  符号函数：x>0返回1，x=0返回0，x<0返回-1  */   
#define  sign(x)  (((x)>0)-((x)<0))   
/**/ /*  三值比较函数：x>y返回1，x=y返回0，x */   
#define  cmp(x,y)  (((x)>(y))-((x)<(y)))   
/**/ /*   符号传递函数：返回采用y的符号后的x  */   
#define  copysign(x,y)  ((abs(x)^((y)>>31))-((y)>>31))    
/**/ /*  比较谓词：带符号整数  */   
#define  equal(x,y)     (~((x)-(y)|(y)-(x))>>31)   
#define  noteq(x,y)     (((x)-(y)|(y)-(x))>>31)   
#define  less(x,y)      ((((x)^(y)) & ((x)-(y)^(x)) ^ (x)-(y))>>31)   
#define  larger(x,y)    ((((y)^(x)) & ((y)-(x)^(y)) ^ (y)-(x))>>31)   
#define  lesseq(x,y)    ((((x)|~(y)) & ((x)^(y) | ~((y)-(x))))>>31)   
#define  largereq(x,y)  ((((y)|~(x)) & ((y)^(x) | ~((x)-(y))))>>31)   
/**/ /*  比较谓词：无符号整数  */         
#define  equalu(x,y)     (~((x)-(y)|(y)-(x))>>31)   
#define  notequ(x,y)     (((x)-(y)|(y)-(x))>>31)   
#define  lessu(x,y)      ((~(x) & (y) | ~((x)^(y)) & (x)-(y))>>31)   
#define  largeru(x,y)    ((~(y) & (x) | ~((y)^(x)) & (y)-(x))>>31)   
#define  lessequ(x,y)    (((~(x)|(y)) & (((x)^(y)) | ~((y)-(x))))>>31)   
#define  largerequ(x,y)  (((~(y)|(x)) & (((y)^(x)) | ~((x)-(y))))>>31)   
/**/ /*  溢出检测：带符号运算  */   
#define  addovf(x,y)  ((~((x)^(y))&(((x)+(y))^(x)))>>31)   
#define  subovf(x,y)  ((((x)^(y))&(((x)-(y))^(x)))>>31)   
#define  mulovf(x,y)  ((y)<0 && (x)==0x80000000 || (y)!=0 && (x)*(y)/(y)!=(x))   
#define  divovf(x,y)  ((y)==0 || (x)==0x80000000 && (y)==-1)   
/**/ /*  溢出检测：无符号运算  */   
#define  addovfu(x,y)  (~(x)<(y))  /* 也可用less(~(x),y) */   
#define  subovfu(x,y)  ((x)<(y))   /* 也可用less(x,y) */   
#define  mulovfu(x,y)  ((y)!=0 && (x) > 0xffffffff/(y))   
#define  divovfu(x,y)  ((y)==0)   
/**/ /*  循环移位：带符号整数  */   
/**/ /*  循环左移n位  */   
#define  rotlshift(x,n)  ((x)<<(n) | (unsigned)(x)>>32-(n))   
/**/ /*  循环右移n位  */   
#define  rotrshift(x,n)  ((unsigned)(x)>>(n) | (x)<<32-(n))   
/**/ /*  循环移位：无符号整数  */   
#define  rotlshiftu(x,n)  ((x)<<(n) | (x)>>32-(n))   
#define  rotrshiftu(x,n)  ((x)>>(n) | (x)<<32-(n))   
/**/ /*  正差函数：x>=y时返回x-y，x */   
#define  doz(x,y)  ((x)-(y)&~((x)-(y)^((x)^(y))&((x)-(y)^(x)))>>31)   
/**/ /*  大值函数  */   
#define  max(x,y)  ((y)+doz(x,y))   
/**/ /*  小值函数  */   
#define  min(x,y)  ((x)-doz(x,y))   
/**/ /*  下面是无符号版本  */   
#define  dozu(x,y)  ((x)-(y)& arithrshiftu(((x)|~(y))&((x)^(y)|~((x)-(y))) ,31))   
#define  maxu(x,y)  ((y)+dozu(x,y))   
#define  minu(x,y)  ((x)-dozu(x,y))   
/**/ /*  交换变量的值  */   
#define  swap(x,y)      /   
     do   { x = x ^ y; y = y ^ x; x = x ^ y; }   while ( 0 )   
/**/ /*  根据掩码来交换变量的相应字段：  
    当m的第i位为1时，交换x,y的第i位；当m的第i位为0时，保留x,y的第i位不变   */   
#define  swapbits(x,y,m)     /   
     do   { x = x ^ y; y = y ^ (x & (m)); x = x ^ y; }   while ( 0 )       
/**/ /*  2个常量的循环赋值：当x为a时赋值b，当x为b时赋值a  */   
#define  rottwo(x,a,b)  do{ x=(a)^(b)^x; }while(0)   
/**/ /*  3个常量的循环赋值  */   
#define  rotthree(x,a,b,c)     /   
     do { x = ( - (x == c) & (a - c)) + ( - (x == a) & (b - c)) + c; } while ( 0 )   
#endif