在c#中通过位掩码存储多个值

Question

我试图通过位掩码将四个独立的 5 位值 (0-31) 存储在 32 位 int 内，但无法正确设置这些值，并从用于存储的掩码 int 中获取各个值。

谁能帮我这个？

编辑：

抱歉外部链接 - 这里有一些 JavaScript 演示了我想要实现的目标（但使用位掩码而不是十进制代数）：

var s = 0;

var v = [31, 6, 23, 31];

//save values
s = v[0] + (v[1] * 32) + (v[2] * 1024) + (v[3] * 32768);

console.log(s);

//retrieve values
v[3] = parseInt(s / 32768);
v[2] = parseInt((s - (v[3] * 32768)) / 1024);
v[1] = parseInt((s - ((v[3] * 32768) + (v[2] * 1024))) / 32);
v[0] = parseInt(s - ((v[3] * 32768)+ (v[2] * 1024) + (v[1] * 32)));

console.log(v);

//modify values [1] and [2]
s = s - (v[1] * 32) + (9 * 32);
s = s - (v[2] * 1024) + (17 * 1024);

console.log(s);

//retrieve values
v[3] = parseInt(s / 32768);
v[2] = parseInt((s - (v[3] * 32768)) / 1024);
v[1] = parseInt((s - ((v[3] * 32768) + (v[2] * 1024))) / 32);
v[0] = parseInt(s - ((v[3] * 32768)+ (v[2] * 1024) + (v[1] * 32)));

console.log(v);

输出：

1039583
[31, 6, 23, 31]
1033535
[31, 9, 17, 31]

编辑：

感谢 Peter Duniho，我能够使用内置掩码来制作这些，以保存 32 位整数内的 6 个 5 位值的一些操作：

uint Get_5_In_32(uint storage, int index)
{
    switch (index)
    {
        case 0:
            return (storage & 0x0000001F);
        case 1:
            return (storage & 0x000003E0) >> 5;
        case 2:
            return (storage & 0x00007C00) >> 10;
        case 3:
            return (storage & 0x000F8000) >> 15;
        case 4:
            return (storage & 0x01F00000) >> 20;
        case 5:
            return (storage & 0x3E000000) >> 25;
        default:
            return (0);
    }
}
uint Set_5_In_32(uint storage, uint value, int index)
{
    if (value > 31) {  value = 31; }
    switch (index)
    {
        case 0:
            return (storage & 0xFFFFFFE0) | value;
        case 1:
            return (storage & 0xFFFFFC1F) | (value << 5);
        case 2:
            return (storage & 0xFFFF83FF) | (value << 10);
        case 3:
            return (storage & 0xFFF07FFF) | (value << 15);
        case 4:
            return (storage & 0xFE0FFFFF) | (value << 20);
        case 5:
            return (storage & 0xC1FFFFFF) | (value << 25);
        default:
            return (0);
    }
}

还有 Set 函数的 byref 版本，可以减少分配：

void Set_5_In_32(ref uint storage, uint value, int index)
{
    if (value > 31) {  value = 31; }
    switch (index)
    {
        case 0:
            storage &= 0xFFFFFFE0;
            storage |= value;
            break;
        case 1:
            storage &= 0xFFFFFC1F;
            storage |= (value << 5);
            break;
        case 2:
            storage &= 0xFFFF83FF;
            storage |= (value << 10);
            break;
        case 3:
            storage &= 0xFFF07FFF;
            storage |= (value << 15);
            break;
        case 4:
            storage &= 0xFE0FFFFF;
            storage |= (value << 20);
            break;
        case 5:
            storage &= 0xC1FFFFFF;
            storage |= (value << 25);
            break;
    }
}

Answer 1

如果没有更具体的问题，特别是您展示了迄今为止的代码并解释了在使其正常工作方面遇到的具体问题，则很难确切地知道最佳答案是什么。

也就是说，这里有一些示例方法可能会为您指明正确的方向：

// Stores the given value in storage at the given index
int Set(int storage, int value, int index)
{
    int shiftCount = index * 5,
        mask = 0x1f << shiftCount;

    return (storage & ~mask) | (value << shiftCount);
}

// Retrieves the value stored in storage at the given index
int Get(int storage, int index)
{
    int shiftCount = index * 5,
        mask = 0x1f << shiftCount;

    return (storage & mask) >> shiftCount;
}

上面的方法Set()获取 中的当前值storage，清除要存储五位值的位范围内的所有位，然后使用运算|符存储该五位值，将该值的位移至首先是正确的地方。

该Get()方法执行相反的操作。它屏蔽（清除）不在存储值的位范围内的所有位，然后将存储的位向下移动到最低有效的五位，int然后返回该结果。

笔记：

• 以上是针对您所提出的问题的具体说明。通过封装在一个类中可以很容易地概括它，其中可以在初始化时配置位计数，并且掩码是基于该位计数生成的，而不是硬编码的。
• 上面的代码没有进行错误检查。在生产代码版本中，最好验证value传递给该Set()方法的值实际上是否适合五位（即小于0x20）。

编辑：

这是一个简单的控制台程序，使用示例数据演示了上述内容的用法：

static void Main(string[] args)
{
    int[] array = { 31, 6, 23, 31 };
    int storage = 0;

    storage = ArrayToStorage(array, storage);

    Console.WriteLine(storage);
    LogArray(array);

    storage = Set(storage, 9, 1);
    storage = Set(storage, 17, 2);

    StorageToArray(array, storage);

    Console.WriteLine(storage);
    LogArray(array);
}

static int ArrayToStorage(int[] array, int storage)
{
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        storage = Set(storage, array[i], i);
    }

    return storage;
}

static void StorageToArray(int[] array, int storage)
{
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        array[i] = Get(storage, i);
    }
}

static void LogArray(int[] array)
{
    Console.WriteLine("[" + string.Join(", ", array) + "]");
}

// Stores the given value in storage at the given index
static int Set(int storage, int value, int index)
{
    int shiftCount = index * 5,
        mask = 0x1f << shiftCount;

    return (storage & ~mask) | (value << shiftCount);
}

// Retrieves the value stored in storage at the given index
static int Get(int storage, int index)
{
    int shiftCount = index * 5,
        mask = 0x1f << shiftCount;

    return (storage & mask) >> shiftCount;
}