C语言实现一个循环移位函数

其实在MSVC中C运行时库stdlib.h提供了两个循环移位的函数：_rotl、_rotr。这里是自己实现的一个循环移位函数，仿照_rotl函数的原型。

简单版本：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>

typedef  unsigned int uint_t;

/*
函数名称： rotl（仿照stdlib.h中的_rotl函数）
函数功能： 实现无符号整数左循环移位
参数介绍： pvalue：指向要进行移位的无符号整数
           shift： 移动位数
*/
uint_t rotl(uint_t value, int shift)
{

    size_t bitcnts = (sizeof(uint_t) << 3);

    shift %= bitcnts; /* 如果shift为负数，则取余结果的符号必须为负时才有效 */
    if (shift < 0) {
        shift += bitcnts;
    } 
	if (0 == shift) {
        return value;
    }
	
	return ((value) >> (bitcnts - shift)) | (value << shift);
}

/*
辅助函数，打印无符号整型的二进制表示
*/
void printb(uint_t value)
{
    if (0 == value) {
        putchar('0');
        return;
    } else {
        printb(value / 2);
        printf("%d", value % 2);
    }
}

int  main(void)
{
    uint_t val;
    int    shift;

    while ( scanf("%u", &val) != EOF ) {
        printb(val); putchar('\n');
        while ( scanf("%d", &shift) != EOF ) {
			printb(val = rotl(val, shift)); putchar('\n');
        }
    }
    return 0;
}

复杂版本：

实现原理：

以0x90 00 00 07为例，其表示成二进制形式为：

1001 0000    0000 0000    0000 0000    0000 0111

如果向左侧循环移动3位，则可得：

1000 0000    0000 0000    0000 0000    0011 1100

我们可以看到，要实现这个数的循环移位，只需把这个数的最高三位（红色部分）放到最低三位，然后其余位（蓝色部分）左移3位即可。

为了实现这个功能：

一、首先，我使用：

1110 0000    0000 0000    0000 0000    0000 0000

和原数相与获得最高三位：

1000 0000    0000 0000    0000 0000    0000 0000

然后右移29位，得：

0000 0000    0000 0000    0000 0000    0000 0100

二、其次，原数左移三位得：

1000 0000    0000 0000    0000 0000    0011 1000

这个数和第一步最终得到的数相或，得到最终循环移动3位的数。

下面是代码：（Windows Vista Home Basic + VC++6.0）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>

/*
下面这两个宏，分别实现将一个数的某一位置为1或0
*/
#define SET_BIT(val, n)    ((val) |=  (1UL << (n)))
#define RESET_BIT(val, n)  ((val) &= ~(1UL << (n)))

#define ERRCODE_OK   1
#define ERRCODE_FAIL 0

typedef unsigned int uint_t;
typedef int          errcode_t;

/*
函数名称： setbits
函数功能： 设置一个无符号整数某些位为1
参数介绍： pvalue：指向要设置的无符号整数
           start： 开始位，最小为0
		   end：   终止位，最大为sizeof(value) - 1，例如对于32位无符号整数，最大为31
		   start与end形成闭区间
程序示例：要设定一个32位无符号整型数所有位为1，可以setbits(&value, 0, 31) 
*/
errcode_t setbits(uint_t *pvalue, uint_t start, uint_t end)
{
	uint_t mask = 0;
	uint_t ind;

	if (start > end) {
		return ERRCODE_FAIL;
	} else if (end > (sizeof(uint_t) << 3) - 1) {
		return ERRCODE_FAIL;
	} else {
		for (ind = start; ind <= end; ++ind) {
			SET_BIT(mask, ind);
		}
		*pvalue |= mask;
		return ERRCODE_OK;
	}
}

/*
函数名称： resetbits
函数功能： 设置一个无符号整数某些位为0	
注意：     本代码中并未使用该函数，只是为了setbits不孤单，所以写了个	   
*/
errcode_t resetbits(uint_t *pvalue, uint_t start, uint_t end)
{
	uint_t mask = *pvalue;
	uint_t ind;

	if (start > end) {
		return ERRCODE_FAIL;
	}  else if (end > (sizeof(uint_t) << 3) - 1) {
		return ERRCODE_FAIL;
	} else {
		for (ind = start; ind <= end; ++ind) {
			RESET_BIT(mask, ind);
		}
		*pvalue &= mask;
		return ERRCODE_OK;
	}
}

 /*
函数名称： rotl（仿照stdlib.h中的_rotl函数）
函数功能： 实现无符号整数左循环移位
参数介绍： pvalue：指向要进行移位的无符号整数
		   shift： 移动位数
*/
errcode_t rotl(uint_t *pvalue, int shift)
{

	size_t bitcnts = (sizeof(uint_t) << 3);
	uint_t mask1   = 0;

	/* 
	如果shift为负，进行相应处理。这里采用shift为负时，表示向右侧循环移位。
	while (shift < 0) {
		shift += bitcnts;
	}
	*/
	shift %= bitcnts; /* 如果shift为负数，则取余结果的符号必须为负时才有效 */
	if (shift < 0) {
		shift += bitcnts;
	} else if (0 == shift) {
		return ERRCODE_OK; 
	}

	if ( ERRCODE_OK == setbits(&mask1, bitcnts - shift, bitcnts - 1) ) {
		*pvalue = 
			( (mask1 & *pvalue) >> (bitcnts - shift) ) 
			| (*pvalue << shift);
		return ERRCODE_OK; 
	} else {
		return ERRCODE_FAIL;
	}
}

/*
辅助函数，打印无符号整型的二进制表示
*/
void printb(uint_t value)
{
	if (0 == value) {
		putchar('0');
		return;
	} else {
		printb(value / 2);
		printf("%d", value % 2);
	}
}

int main(void)
{
	uint_t val;
	int    shift;

	while ( scanf("%u", &val) != EOF ) {
		printb(val); putchar('\n');
		while ( scanf("%d", &shift) != EOF ) {
			if ( ERRCODE_OK == rotl(&val, shift) ) {
				printb(val); putchar('\n');
			} else {
				perror("Failed(rotl)");
			}
		}
	}
	return 0;
}

欢迎各位朋友批评指正。^_^