java能更有效地获取给定范围内的位吗？

Question

已经有一段时间了，我做了一些操作，我不确定这是否能以更有效的方式完成

我想要的是从一个值中得到特定范围的位
假设值的二进制是：0b1101101

现在我想得到一个4位的范围，从2的补码中这个值的第2位到第5位
我想要的范围：0b1011
二的补码中的值：-5

以下是我的代码，以及我的一些想法：

public int bitRange(int value, int from, int to) {

    // cut the least significant bits
    value = value >> from;

    // create the mask
    int mask = 0;
    for (int i = from; i <= to; i++) {
        mask = (mask << 1) + 1;
    }

    // extract the bits
    value = value & mask;

    // needed to check the MSB of the range
    int msb = 1 << (to - from);

    // if MSB is 1, XOR and inverse it
    if ((value & msb) == msb ) {
        value = value ^ mask;           
        value = ~value;
    }

    return value;

}

现在我想知道这是否可以做得更有效？尤其是创建动态掩码和检查范围的MSB，以便能够转换位范围。另一点是，正如user3344003正确指出的，如果范围是1位，那么输出将是-1。我相信可能会有改进

Answer 1

这是你的面具：

int mask = 0xffffffff >>> 32 - (to - from + 1);

您必须使用>>>，因为符号位是1

另一种解决方案是存储可能的掩码，最多可以是31个值：

private static int[] MASKS = new int[31];
static {
    MASKS[0] = 1;
    for (int i = 1; i < MASKS.length; i++)
        MASKS[i] = (MASKS[i - 1] << 1) + 1;
}

用这个面具：

int mask = MASKS[to - from];

可以对msb掩码执行相同的操作，只需将可能的值存储在静态数组中，而不必在方法中计算它

Answer 2

对于你的面具，你可以

int mask = 0xffffffff >> 32-(to-from);

虽然准确的代码是正确的可能性很小。可能一个接一个，边缘问题，签名问题。但这是正确的吗

Answer 3

免责声明：我更像是C或C++程序员，我知道不同语言中的位运算符之间有一些细微差别。但在我看来，这可以在一行中完成，如下所示，通过利用将负值向右移位时产生的算术移位，其中一个将被移入符号扩展

public int bitRange(int value, int from, int to) {
  int waste = 31 - to;
  return (value << waste) >> (waste + from);
}

细分：

int a = 31 - to;    // the number of bits to throw away on the left  
int b = value << a; // shift the bits to throw away off the left of the value
int c = a + from;   // the number of bits that now need to be thrown away on the right
int d = b >> c;     // throw bits away on the right, and extend the sign on the left
return d;