如何读取和写入字节数组的位

Question

我有一个unsigned char缓冲区,我想知道如何写入和读取有符号和无符号位到这个字节缓冲区.

在Source Engine中有一个名为bf_write的类,其中两个主要方法(由WriteString,WriteChar,WriteLong等使用)使用两个名为WriteUBitLong和WriteSBitLong的函数.

提前致谢

Answer 1

如果位数是编译时常量:

#include <bitset>
...
std::bitset<100> b;
b[2]=true;

如果不是,请使用Boost.dynamic_bitset

或者,如果你是绝望的,std :: vector,这确实是一个打包的位向量:

#include <vector>
...
std::vector<bool> b(100);
b[2]=true;

您似乎想要使用需要以字节数组形式打包的位向量的库.如果不确切知道它的位置是什么,我只能注意到:

1)以上所有内容可能至少使用32位整数,其中最小或最大 - 最不重要的位被排序

2)在小端(Intel/AMD)CPU上,这意味着由一个int数组的字节占用的内存可能与int内的位排序不一致.如果它是"位0是int 0的lsb,...位32是int 1的lsb,..."那么小端的相同,因为"位0是char 0的lsb,...位32是char 4的lsb ...",在这种情况下,您可以将指向int数组的指针转换为指向char数组的指针

3)假设您的位集/向量中的本地字节顺序不是库所需的,那么您必须创建自己的具有所需布局的自定义,或者将副本转录到其布局中.

a)如果一个字节内的比特顺序不同,则为该字节提供反转位的256条目查找表将是有效的.你可以用一个小例程生成表.

b)从小< - >大端转换字节:

inline void endian_swap(unsigned short& x)
{
    x = (x>>8) | 
        (x<<8);
}

inline void endian_swap(unsigned int& x)
{
    x = (x>>24) | 
        ((x<<8) & 0x00FF0000) |
        ((x>>8) & 0x0000FF00) |
        (x<<24);
}    

inline void endian_swap(unsigned long long& x)
{
    x = (x>>56) | 
        ((x<<40) & 0x00FF000000000000) |
        ((x<<24) & 0x0000FF0000000000) |
        ((x<<8)  & 0x000000FF00000000) |
        ((x>>8)  & 0x00000000FF000000) |
        ((x>>24) & 0x0000000000FF0000) |
        ((x>>40) & 0x000000000000FF00) |
        (x<<56);
}

要获取/设置字中的特定位,在字0的最低有效位中使用位#0:

typedef unsigned char block_t;
const unsigned block_bits=8;

inline void set_bit(block_t *d,unsigned i) {
  unsigned b=i/block_bits;
  unsigned bit=i-(block_bits*b); // same as i%b
  block_t &bl=d[b];
  bl|=(1<<bit); // or bit with 1 (others anded w/ 0)
}

inline void clear_bit(block_t *d,unsigned i) {
  unsigned b=i/block_bits;
  unsigned bit=i-(block_bits*b); // same as i%b
  block_t &bl=d[b];
  bl&=(~(1<<bit)); // and bit with 0 (other bits anded w/ 1)
}

inline void modify_bit(block_t *d,unsigned i,bool val) {
  if (val) set_bit(d,i) else clear_bit(d,i);
}

inline bool get_bit(block_t const* d,unsigned i) {
  unsigned b=i/block_bits;
  unsigned bit=i-(block_bits*b); // same as i%b
  return d[b]&(1<<bit);
}

显然,如果位组织规则不同,则必须更改上述内容.

尽可能使用尽可能最广泛的CPU进程,因为block_t是最好的(不要忘记更改block_bits),除非使用您正在使用的库时字节顺序无效.