Bit Maskeleme Nedir?

C programlamasında oldukça yeniyim ve biraz maskeleme ile karşılaştım. Birisi bana bit maskelemesinin genel kavramını ve işlevini açıklayabilir mi? Örnekler çok takdir edilmektedir.

Bir maske hangi bitleri saklamak istediğinizi ve hangi bitleri temizlemek istediğinizi tanımlar.

Maskeleme, bir değere maske uygulama eylemidir. Bu, aşağıdakileri yaparak gerçekleştirilir:

• Değerdeki bitlerin bir alt kümesini çıkarmak için Bitwise ANDing
• Değerdeki bitlerin bir alt kümesini ayarlamak için Bitwise ORing
• Değerdeki bitlerin bir alt kümesini değiştirmek için Bitsel XORing

Aşağıda, değerdeki bitlerin bir alt kümesini çıkarma örneği verilmiştir:

Mask:   00001111b
Value:  01010101b

Maskeyi değere uygulamak, ilk (yüksek) 4 biti temizlemek ve son (alt) 4 biti tutmak istediğimiz anlamına gelir. Böylece düşük 4 biti çıkardık. Sonuç:

Mask:   00001111b
Value:  01010101b
Result: 00000101b

Maskeleme AND kullanılarak gerçekleştirilir, bu nedenle C'de:

uint8_t stuff(...) {
  uint8_t mask = 0x0f;   // 00001111b
  uint8_t value = 0x55;  // 01010101b
  return mask & value;
}

Oldukça yaygın bir kullanım örneği: Daha büyük bir kelimeden tek tek baytların çıkarılması. Kelimedeki yüksek dereceli bitleri ilk bayt olarak tanımlıyoruz. Bunun için iki operatör kullanıyoruz &ve >>(sağa kaydır). 32 bit tam sayıdan dört baytı şu şekilde çıkarabiliriz:

void more_stuff(uint32_t value) {             // Example value: 0x01020304
    uint32_t byte1 = (value >> 24);           // 0x01020304 >> 24 is 0x01 so
                                              // no masking is necessary
    uint32_t byte2 = (value >> 16) & 0xff;    // 0x01020304 >> 16 is 0x0102 so
                                              // we must mask to get 0x02
    uint32_t byte3 = (value >> 8)  & 0xff;    // 0x01020304 >> 8 is 0x010203 so
                                              // we must mask to get 0x03
    uint32_t byte4 = value & 0xff;            // here we only mask, no shifting
                                              // is necessary
    ...
}

Yukarıdaki operatörlerin sırasını değiştirebileceğinize dikkat edin, önce maskeyi, sonra vardiyayı yapabilirsiniz. Sonuçlar aynı, ancak şimdi farklı bir maske kullanmanız gerekecek:

uint32_t byte3 = (value & 0xff00) >> 8;

Maskeleme , bilgilerin istenen bir kısmını tutmak / değiştirmek / kaldırmak anlamına gelir. Bir görüntü maskeleme işlemi görelim; mesela- bu maskeleme işlemi cilt olmayan herhangi bir şeyi kaldırıyor-

Bu örnekte VE işlemini yapıyoruz . Başka maskeleme operatörleri de vardır - VEYA , XOR .

Bit-Maskeleme , maskeyi bitlerin üzerine koymak anlamına gelir. İşte AND ile biraz maskeleme -

     1 1 1 0 1 1 0 1   [input]
(&)  0 0 1 1 1 1 0 0    [mask]
------------------------------
     0 0 1 0 1 1 0 0  [output]

Yani, sadece orta 4 bit (bu bitler 1bu maskede olduğu gibi) kalır.

Bunu XOR ile görelim -

     1 1 1 0 1 1 0 1   [input]
(^)  0 0 1 1 1 1 0 0    [mask]
------------------------------
     1 1 0 1 0 0 0 1  [output]

Şimdi, ortadaki 4 bit çevrildi ( 1oldu 0, 0oldu 1).

Böylece bit maskesi kullanarak ayrı bitlere erişebiliriz [ örnekler ]. Bazen, bu teknik performansı arttırmak için de kullanılabilir. Bunu ele alalım örneğin-

bool isOdd(int i) {
    return i%2;
}

Bu işlev, bir tamsayının tek / çift olup olmadığını söyler. Bit maskesini kullanarak aynı sonucu daha fazla verimlilikle elde edebiliriz.

bool isOdd(int i) {
    return i&1;
}

Kısa Açıklama : İkili sayının en az anlamlı biti ise 1o zaman tuhaftır; çünkü 0eşit olacak. AND ile birlikte yaparak 1, en az anlamlı bit dışında diğer tüm bitleri kaldırıyoruz yani:

     55  ->  0 0 1 1 0 1 1 1   [input]
(&)   1  ->  0 0 0 0 0 0 0 1    [mask]
---------------------------------------
      1  <-  0 0 0 0 0 0 0 1  [output]