- 正确答案：在编程和算法中，“mask”（掩码）通常指一个用于按位操作的整数，其二进制表示中某些位为1、其余为0，用于提取、设置、清除或翻转目标数据的特定位。加mask的操作本质是按位运算，最常见的是按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）和左移/右移（<< / >>）。具体“怎么加”取决于使用场景，例如： • 提取某几位：用 & mask（如 mask = 0x0F 提取低4位）； • 设置某几位：用 | mask（如 mask = 0x10 将第4位置1）； • 清除某几位：用 & ~mask（如 mask = 0x0F，则 ~mask 清除低4位）； • 翻转某几位：用 ^ mask（如 mask = 0x03 翻转最低2位）。 - 解答思路：首先明确“加mask”不是算术加法（+），而是位级控制操作。需分三步思考：（1）确定目标位域（如第3~5位）→（2）构造对应mask（用1表示要操作的位，0表示保留原值）→（3）选择合适位运算符完成语义意图（提取/设置/清除/翻转）。面试中常结合位运算基础知识、二进制理解、以及实际应用（如状态压缩、权限控制、图像处理、网络协议解析）考察候选人对底层数据表示的掌握程度。 - 深度知识讲解：mask的核心依赖于整数的二进制补码表示和CPU的位级指令支持。例如，在C/C++/Java/Python中，int类型在内存中以固定位宽（如32位或64位）存储，每个bit可独立寻址。mask的构造常借助位移和逻辑组合： • 获取n位连续1的mask：(1 << n) - 1（如n=4 → (1<<4)-1 = 16-1 = 15 = 0b1111）； • 设置第k位（0-indexed）：1 << k（如k=3 → 0b1000 = 8）； • 覆盖指定范围（如第a到b位，含端点，a≤b）：((1 << (b-a+1)) - 1) << a。注意：在有符号整数中，高位为1可能引发符号扩展问题（尤其在右移时），因此实践中推荐使用无符号类型（如uint32_t）或显式屏蔽（如 & 0xFFFFFFFF）。此外，现代CPU的BMI（Bit Manipulation Instructions）指令集（如BLSR、PDEP）可硬件加速mask操作，但面试通常考察软件层面的通用实现能力。 - 代码示例（C风格伪代码，带注释）： ``` // 假设32位无符号整数 uint32_t value = 0x12345678; // 例1：提取低8位（bit 0~7） uint32_t low8_mask = 0xFF; // 0b11111111 uint32_t low8 = value & low8_mask; // 结果 = 0x78 // 例2：将第12位置1（即bit 12，对应0x1000） uint32_t set_bit12_mask = 1 << 12; // 0x1000 uint32_t new_value = value | set_bit12_mask; // 强制bit12=1 // 例3：清除bit 4~7（共4位） uint32_t clear_4to7_mask = 0xF0; // 0b11110000 uint32_t cleared = value & ~clear_4to7_mask; // ~0xF0 = 0xFFFFFF0F // 例4：翻转bit 0和bit 1 uint32_t flip_01_mask = 0x3; // 0b11 uint32_t flipped = value ^ flip_01_mask; // 通用函数：提取从bit start开始的len位（返回右对齐结果） uint32_t extract_bits(uint32_t x, int start, int len) { uint32_t mask = ((1U << len) - 1U) << start; // 构造len个1左移到start return (x & mask) >> start; // 先掩再右移对齐 } // 调用 extract_bits(0x12345678, 8, 4) → 提取bit8~11 → 返回0x6（即0b0110） ``` - 扩展知识：mask在多个领域有关键应用： • 状态压缩DP：用一个int的每一位表示一个布尔状态（如n≤20的子集问题），mask即子集编码（如mask=5=0b101表示选第0和第2个元素）； • 权限系统：Linux文件权限rwx用3位一组表示，umask就是用于屏蔽默认权限的mask； • 网络子网划分：IPv4子网掩码（如255.255.255.0）本质是32位mask，与IP地址做&运算得网络地址； • SIMD/向量化：AVX指令中vmaskmovdqu等指令使用mask寄存器控制哪些lane参与运算； • 编译器优化：Clang/GCC对常量mask会自动优化为更高效指令（如用lea代替mul，用bt/btc替代&判断）。面试官可能进一步追问：如何高效判断mask是否为连续1段？→ 可用 (mask & (mask + 1)) == 0 判断是否为形如0...011..10...0（即单段1）；或用popcount(mask)配合clz/ctz计算起始和长度。

字节LLM算法二面-实习面经

全站热榜

创作者周榜