用位运算实现有符号16bit数据clamp

在处理16 bit数据时，时常要将其他类型数据固定在16bit。

通常来说，在C语言中用一个if或者三目运算符就可以完成这个功能：

#define Limit16(a) ((a) > 0x7FFF ? 0x7FFF : ((a) < -0x8000 ? -0x8000 : (a)))

 

用位运算也可以巧妙实现此功能：

short clamp16(int sample)
{
    if ((sample >> 15) ^ (sample >> 31)) {
        sample = 0x7FFF ^ (sample >> 31);   
    }
    return sample;
}

 

代码流程说明如下：

• 0 < sample <= 0x7FFF:

   　　sample >> 15 为 0；

  　　 sample >> 31 为 0；

   　　异或后为0，跳过if，return sample；

• sample > 0x7FFF:

  　　 sample >> 15 为 1；

   　　这里的int假定为32位，sample >> 31 为 0；

   　　进入if后，sample = 0x7FFF ^ 0 = 0x7FFF;

• -0x8000 <= sample < 0:

   　　sample >> 15 为 0xFFFFFFFF(高位为1，右移补1)，负数是以补码的形式存在，大于-0x8000的数，高16位为1；

   　　sample >> 31 为 0xFFFFFFFF，异或为0；

   　　直接return

 

• sample < -0x8000:

   　　sample >> 15 为0xFFFFxxxx低16位不确定，不全为1，sample >> 31 为 0xFFFFFFFF;

   　　异或后不为0，进入if；

   　　sample = 0x7FFF ^ 0xFFFFFFFF = 0xFFFF8000; 0xFFFF8000为其补码，值为-0x8000；

 

虽然这样的代码可能不便于阅读，不过作为一种位运算技巧，了解一下还是挺不错的。