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本文将介绍几种比较 C 语言中位的方法。

在 C 语言中使用按位 XOR 和 AND 操作实现按位比较的自定义函数

通常，位比较需要访问单个位值并进行所需的操作，例如使用 union 和 struct 关键字实现位字段。但是，按位运算提供了一种比较数字中指定位的更有效方法。在这种情况下，我们将实现一个适用于 u_int32_t 类型的单独函数，该函数必须具有 32 位宽度。

示例程序将三个整数用作命令行参数，其中前两个是要比较的数字，而第三个整数指定第 n 位。注意，我们使用 strtol 转换 argv 元素，因此在以 u_int32_t 类型存储返回值时会损失一些精度。compareBits 函数声明两个存储中间值的局部变量-mask 和 tmp。我们通过将 1 向左移动 nth - 1 个位置来设置掩码中的第 n 个位。然后，对两个用户输入数字进行 XOR 运算，以得到每个位置的位差，并在结果中表示不同的值。最后，我们需要从第 n 个位置提取该位，并检查该值是否为 0。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

bool compareBits(u_int32_t n1, u_int32_t n2, u_int32_t nth) {
    u_int32_t mask, tmp;

    mask = 1 << (nth - 1);
    tmp = n1 ^ n2;

    if ((tmp & mask) == 0)
        return true;
    else
        return false;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    u_int32_t num1, num2, bit;

    if (argc != 4) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s integer1 integer2 nth_bit \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    num1 = strtol(argv[1], NULL, 0);
    num2 = strtol(argv[2], NULL, 0);
    bit = strtol(argv[3], NULL, 0);

    compareBits(num1, num2, bit) ? printf("bits equal!\n") : printf("bits not equal!\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

样本文件格式：

./program 1234 1231 1

输入文件格式：

bits not equal!

例如，整数 1234 和 1231 分别用二进制表示为 00000000000000000000010010011010010 和 00000000000000000000010011001111。因此，对这两个值进行 XOR 运算得到二进制表示形式 00000000000000000000000000011101，最后将其与掩码 0000000000000000000000000000001010 进行 AND 运算以提取单个位的位置值。如果结果全为零，则表示比较的位相等；否则，结果相反。

但是，我们也可以缩短 compareBits 函数，并将 XOR/AND 操作移至 return 语句，如以下示例代码所示。注意，该函数返回与按位 XOR/AND 运算相反的逻辑，因为我们在调用函数中使用 ? :三元语句输出相应的消息。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

bool compareBits(u_int32_t n1, u_int32_t n2, u_int32_t nth) {
    u_int32_t mask;

    mask = 1 << (nth - 1);

    return !((n1 ^ n2) & mask);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    u_int32_t num1, num2, bit;

    if (argc != 4) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s integer1 integer2 nth_bit \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    num1 = strtol(argv[1], NULL, 0);
    num2 = strtol(argv[2], NULL, 0);
    bit = strtol(argv[3], NULL, 0);

    compareBits(num1, num2, bit) ? printf("bits equal!\n") : printf("bits not equal!\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

示例文件格式：

./program 1234 1231 2

输入文件格式：

bits equal!