C C · 25 вопросов · ~70 мин · ⏱ Таймер 10:00 · Средний ·

Битовые операции

Тест проверяет маски и сдвиги как точные преобразования, а не набор трюков: границы счётчика, целочисленные продвижения, представление знаковых чисел, атомарное обновление флагов и стабильный внешний формат.

Отвечено: 0 из 25

⏱ --:--

💡 Инструкция: Выберите один ответ из пяти. На 25 вопросов отведено 70 минут. Код читайте построчно: часть заданий проверяет вывод, часть — поиск дефекта, переносимость и безопасное исправление. После завершения откроются объяснения и профиль по 5 темам.

Вопрос 1 из 25

Как установить бит 5 в flags?

unsigned flags = initial_flags;
/* Нужно установить бит с номером 5, не меняя остальные. */

flags |= 1u<<5 flags = 5 flags &= 1u<<5 flags ^= ~(1u<<5) flags >>= 5

Вопрос 2 из 25

Как очистить бит с номером 3 в `flags`, не изменяя остальные биты?

unsigned flags = initial_flags;
/* Нужно очистить бит с номером 3, не меняя остальные. */

flags &&=3 flags <<=3 flags ^= ~0u flags &= ~(1u<<3) flags |= 1u<<3

Вопрос 3 из 25

Как проверить, установлен ли хотя бы один бит из mask?

unsigned flags = read_flags();
unsigned mask = requested_mask;
/* Нужно проверить наличие хотя бы одного общего установленного бита. */

flags|mask (flags&mask)!=0 flags&&mask всегда побитовое ~flags==mask flags==mask

Вопрос 4 из 25

Как заменить поле шириной 3 бита, начинающееся с позиции 4, сохранив соседние?

unsigned flags = old_flags;
unsigned value = new_value;
/* Поле занимает биты 4, 5 и 6. Соседние биты нужно сохранить. */

`flags |= (value & 7u) << 4`, сохраняя прежние единицы внутри заменяемого поля `flags = (flags & ~(7u << 4)) | (value << 4)`, не ограничивая значение тремя битами `flags ^= ~(value << 4)`, инвертируя соседние позиции вместе с полем `flags = (flags & ~(7u << 4)) | ((value & 7u) << 4)` `flags &= (value & 7u) << 4`, обнуляя все биты вне нового поля

Вопрос 5 из 25

Почему маска должна иметь беззнаковый тип подходящей ширины?

Беззнаковая маска требуется, чтобы `malloc` смог выделить память Знаковые целые вообще нельзя использовать для хранения битовых масок Беззнаковый тип делает сдвиги и инверсию независимее от знака и сохраняет нужную ширину Тип маски напрямую ускоряет передачу данных по сети Такой тип нужен только для более красивого шестнадцатеричного вывода

Вопрос 6 из 25

Когда `1u << shift` имеет неопределённое поведение?

unsigned bit = 1u << shift;

При `shift == 0`, потому что нулевой сдвиг не выполняет ни одной операции Ни при каком значении: беззнаковый левый операнд делает любой счётчик допустимым Когда результат после сдвига оказывается нечётным числом Когда `shift` отрицателен либо не меньше ширины продвинутого левого операнда При `shift == 1`, если исходное значение имеет беззнаковый тип

Вопрос 7 из 25

Какое шестнадцатеричное значение напечатает выражение `0x80u >> 3`?

printf("%x\n",0x80u>>3);

0 0x10 0x40 0x100 Зависит от signed

Вопрос 8 из 25

Почему `1 << 31` опасно при 32-битном int?

uint32_t top = 1 << 31;

Любой оператор сдвига сначала преобразует число к `float` Проблема определяется только порядком байтов процессора Счётчик 31 запрещён даже для гарантированно 32-битного беззнакового типа Операнд имеет знаковый тип `int`, и сдвинутый результат может быть непредставим Значение меняется линковщиком после компиляции

Вопрос 9 из 25

Как извлечь 5-битное поле с позиции 8?

unsigned field=(x>>8)&0x1fu;

x>>(8&31) (x>>8)&31u x&8 (x<<8)&31 ~x<<5

Вопрос 10 из 25

Почему правый сдвиг отрицательного signed не подходит для переносимого деления?

Такой сдвиг определён лишь внутри функции main Синтаксис запрещает сдвиг любого знакового значения Отрицательное значение при сдвиге всегда становится нулём Результат зависит от реализации и не обязан совпадать с `/` Операция сначала преобразует значение в double

Вопрос 11 из 25

Как проверить, что установлены все биты mask?

if ((flags & REQUIRED) == REQUIRED) { ... }

flags|mask==0 (flags&mask)==mask ~flags==mask (flags&mask)!=0 flags==1

Вопрос 12 из 25

Что делает XOR с одно-битовой маской?

flags ^= (1u<<k);

Всегда ставит Всегда очищает Обнуляет всё Сдвигает Переключает выбранный бит

Вопрос 13 из 25

Почему состояния STOPPED/RUNNING/FAILED не стоит кодировать независимыми битами без дополнительных правил?

Побитовые операции всегда медленнее сравнения перечислений Оператор `|` запрещён для целочисленных констант Объект `enum` обязательно занимает больше памяти, чем маска Битовые флаги нельзя проверять оператором сравнения Одновременно могут появиться взаимоисключающие комбинации вроде `RUNNING | FAILED`

Вопрос 14 из 25

Какой вызов атомарно установит флаг в объекте `atomic_uint`, если дополнительная синхронизация не требуется?

atomic_uint flags;
unsigned mask = flag_to_set;
/* Дополнительных требований к порядку памяти для этого независимого флага нет. */

`atomic_fetch_or_explicit(&flags, mask, memory_order_relaxed)` при отсутствии дополнительных требований к порядку Использовать `atomic_store(&flags, mask)`, заменяя все ранее установленные биты Обычное `flags |= mask`, поскольку чтение и запись беззнакового значения образуют одну операцию Защитить только чтение `flags` мьютексом, а запись оставить обычной Объявить объект `volatile` и выполнить `flags |= mask` из каждого потока

Вопрос 15 из 25

Как очистить набор флагов mask?

unsigned flags = current_flags;
unsigned mask = flags_to_clear;
/* Нужно очистить указанные биты, сохранив остальные. */

flags && mask flags &= ~mask flags ^= 0 flags |= ~mask flags = mask

Вопрос 16 из 25

Как безопаснее считать младшие биты отрицательного int?

unsigned u=(unsigned)s;
unsigned low=u&0xffu;

Преобразовать значение к соответствующему беззнаковому типу и выполнять маскирование уже над ним Перед битовой операцией вызвать `strlen`, чтобы получить фактическую ширину целого значения Сравнить адрес переменной с нулём и использовать результат как младший байт Применять маску прямо к знаковому значению и считать, что его внутреннее представление всегда дополнительный код Сначала преобразовать значение к `float`, а затем извлечь младшие восемь бит из мантиссы

Вопрос 17 из 25

Гарантирует ли C17 представление знакового `int` в дополнительном коде?

Нет, но C17 запрещает побитовые операции со знаковыми целыми значениями Нет, C17 не требует представление two’s complement Только если `CHAR_BIT` равен восьми и размер `int` равен четырём байтам Да для программ POSIX, поэтому это можно считать свойством самого языка C17 Да, C17 требует дополнительный код для всех знаковых целых типов

Вопрос 18 из 25

Какое значение представляет выражение `~0u`?

unsigned all=~0u;

Зависит от порядка байтов NULL INT_MIN 0 Все биты `unsigned int` равны единице

Вопрос 19 из 25

Почему `~mask` может затронуть больше битов, чем ожидается для uint8_t?

uint8_t m=0x0f;
unsigned x=~m;

Старшие единицы появляются из-за порядка байтов в памяти, хотя операция выполняется над значением, а не байтами Такое продвижение является расширением GCC и отсутствует в обычных арифметических преобразованиях стандарта C Стандарт требует, чтобы `uint8_t` занимал 64 бита, поэтому маска неожиданно расширяется до восьми байтов Оператор `~` допустим только для типов не уже `unsigned int`; применение к `uint8_t` должно быть ошибкой компиляции Перед операцией малый тип продвигается до `int` или `unsigned int`, поэтому инверсия затрагивает и старшие биты

Вопрос 20 из 25

Можно ли сериализовать отрицательный int простым memcpy в сеть?

Да, но только для значения `-1`, поскольку оно имеет одинаковое объектное представление на всех реализациях Нет: ширина `int`, порядок байтов и представление отрицательных значений не образуют переносимый внешний формат Да после объявления источника `volatile`, которое фиксирует байты знакового числа Только через объединение `union`, потому что чтение другого члена стандартизует сетевой порядок Да, потому что `memcpy` задаёт единый сетевой формат для всех целых типов C

Вопрос 21 из 25

Как печатать uint32_t переносимо?

uint32_t value = get_value();
/* выберите переносимый вызов printf */

Привести адрес переменной к `void *` и использовать `%p` Использовать `%u`, потому что `uint32_t` на каждой реализации совпадает с `unsigned int` Передать значение как `double` и напечатать через `%f` Применить `%zu`, предназначенный для любого беззнакового целого Собрать формат с макросом `PRIu32` из `<inttypes.h>`

Вопрос 22 из 25

Как проверить требование протокола ровно 32 бита?

#include <limits.h>
#include <stdint.h>

/* Протокол требует беззнаковое поле ровно из 32 бит. */
_Static_assert(________________, "need 32 bits");

Проверить значение через `switch`, не используя свойства типа Проверить ширину обычным `if` только после запуска программы Вызвать `malloc(32)`, считая аргумент количеством битов Подставить `sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT == 32` Оставить комментарий `sizeof(int) == 4` без проверки сборки

Вопрос 23 из 25

Какой тест сильнее для упаковки и распаковки поля?

Ограничиться сравнением `sizeof` входного и выходного типов Проверить только упаковку нулевого значения Сравнить числовые адреса функций упаковки и распаковки Запустить функции без утверждений и считать отсутствие падения успехом Проверять `unpack(pack(x)) == x` на границах и случайных допустимых значениях

Вопрос 24 из 25

Как UBSan помогает со сдвигами?

cc -fsanitize=undefined -g bits.c && ./a.out

После включения UBSan достаточно одного обычного входа, поскольку граничные счётчики будут сгенерированы автоматически Санитайзер сообщает только сдвиги, результат которых зависит от порядка байтов целевой машины На выполненном пути UBSan может сообщить недопустимый счётчик и некоторые неверные сдвиги UBSan заменяет недопустимый счётчик ближайшим допустимым значением и продолжает вычисление Инструмент статически проверяет все ветви, даже если соответствующие выражения ни разу не выполняются

Вопрос 25 из 25

Как увидеть маску без потери ведущих нулей?

printf("%08" PRIx32 "\n",mask);

Задать фиксированную ширину, например восемь цифр для `uint32_t` Передать адрес маски в формат `%p` Печатать маску как знаковое десятичное число Использовать обычный `%x` без минимальной ширины Измерить маску функцией `strlen`

Ответьте на все 25 вопросов, чтобы получить результат

🔗 Встроить тест на свой сайт (iframe) ▼

Скопируйте код и вставьте в любое место на вашем сайте:

Также доступна прямая ссылка на embed-страницу