【C】怎样利用宏交换一个整数的二进制奇偶位？

一、问题解剖

交换二进制奇偶位，划分为两个步骤：

1、偶数位数据右移；

2、奇数位数据左移；

获取奇偶位数据

例：

int a = 23;

二进制表示为：（对奇偶位分别标色）

交换后为：

偶数位

采取二进制中偶数位全为1的数据，利用按位与&，便可获得其偶数位数据：

奇数位

采取二进制中奇数位全为1的数据，同理可得奇数位数据：

数据移位

偶数位左移1位便会变成奇数位：

同理，奇数位右移1位便移到偶数位：

数据合成

将奇偶位数据依照按位或 | 的规则合成，便得交换后的数据：

二、代码实现

获取偶数位数据，将a与0xaaaaaaaa按位与&便得，随后右移1位；获取奇数位数据，将a与0x55555555按位与&得，随后左移1位；再将奇偶位得数据按位或，便可得；

具体实现：

#define SWAPB(x) ((x & 0xaaaaaaaa)>>1)|((x & 0x55555555)<<1)
int main()
{
  int a = 23;
  int b = SWAPB(a);
  printf("a = %d b = %d\n", a, b);
  return 0;
}

测试得：

测试负数 -1：

由于整型在内存中以补码存储，而负数得原码与补码不同，先计算补码：

-1在内存中存储时，每一个bit位上都为1，都已交换二进制奇偶位时，应不改变结果，测试如下：

三、使用#define应注意

多用空格，提高代码可读性？

使用#define时，大可不必如此。

定义宏时，方式如下：

#define name( parament-list ) stuff

其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。参数列表的左括号必须与name紧邻。 如果两者之间有任何空白存在，参数列表就都会被解释为stuff的一部分；

加上分号，代码更严谨？

与之相反，使用#define时，加上分号，易使代码出现难以察觉的错误，如下面一段代码：

#define MAX 100;

int main()
{
	int a = 0;
	if (1)
		a = MAX;
	else
		a = 1;
}

一眼看过去貌似合理，但编译器此时便会报错，而且提示更让人摸不着头脑；

明明语句都正常在，为什么提醒要加一个语句呢？

原因便是，使用#define时，编译器会在预编译阶段对#define定义的符号进行替换，我们打开编译的文件，比对发现， a = MAX 被替换成了a = 100;;，从而导致else语句失去了开始的if，缺乏语法结构而报错；

因此在使用#define时，切勿随便使用分号 ； 。

定义宏，代码越精简越好？

代码的艺术，越精简越优雅，但定义宏时的优雅，极有可能导致代码正确性的损失，如下：

#define ADD(x, y) x+y

int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int c = 4;
	printf("%d ", c * ADD(a, b));
}

我们定义加法宏，a = 2, b = 3, c= 4, 2+3=5，4×5 = 20，结果应当输出20，真的如此吗？

我们看到输出了11，还是因为#define定义时，并不会先计算再传值，而是整体替换，在预编译时c * ADD(a, b)会被替换成c * a + b，4×2+3，结果自然是11，那我们添加括号呢？

#define ADD(x, y) (x+y)
#define SQUARE(x, y) (x * y)

int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int c = 4;
	printf("%d\n", c * ADD(a, b));
	printf("%d\n", SQUARE(a + 1, b));
}

ADD的问题解决了，增加括号便好，那以同样的方式定义乘方SQUARE，同时增加一行乘方的测试函数，a = 2 , 2+1 = 3, 3×3 = 9,那么会不会输出9呢？

结果不然，这是因为SQUARE(a + 1, b)会被替换成a + 1 * b，于是输出5。

所以，定义数值计算的宏时，对变量与每一次计算，都需添加括号，避免由于参数中的操作符或邻近操作符之间优先级的不同，出现不可预料的相互作用。如下：

不可出现递归

如上解读，在预编译阶段，#define定义的字符被替换后，可以观察到其对应的语句会被删除，若采取递归，则会导致第二次使用时，其语句不能被编译器识别。