如何将位序列放入字节(C/C++）

How to put bit sequence into bytes (C/C++)

本文关键字：字节 C++      更新时间：2023-10-16

我有几个整数，例如（以二进制表示）：

000010000111111100000000000000 1

我需要把它们按顺序放在字节数组（chars）中，没有前导零，就像这样：

10001111 11110000 0001000

我理解这必须通过用<lt；，>>并使用二进制或|。但是我找不到正确的算法，你能建议最好的方法吗？

我需要放在那里的整数是无符号的长整型，所以一的长度可以是从1位到8字节（64位）的任何地方。

您可以使用std::bitset:

#include <bitset>
#include <iostream>
int main() {
    unsigned i = 242122534;
    std::bitset<sizeof(i) * 8> bits;
    bits = i;
    std::cout << bits.to_string() << "n";
}

毫无疑问还有其他方法可以做到这一点，但我可能会选择最简单的方法：

std::vector<unsigned char> integers; // Has your list of bytes
integers.push_back(0x02);
integers.push_back(0xFF);
integers.push_back(0x00);
integers.push_back(0x10);
integers.push_back(0x01);
std::string str;                     // Will have your resulting string
for(unsigned int i=0; i < integers.size(); i++)
    for(int j=0; j<8; j++)
        str += ((integers[i]<<j) & 0x80 ? "1" : "0");
std::cout << str << "n";
size_t begin = str.find("1");
if(begin > 0) str.erase(0,begin);
std::cout << str << "n";

在你提到你使用长整型或其他什么之前，我写了这篇文章，但这实际上并没有改变太多。掩码需要更改，j循环变量也需要更改，但除此之外，上面的内容应该有效。

将它们转换为字符串，然后擦除所有前导零：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <cstdint>
std::string to_bin(uint64_t v)
{
   std::stringstream ss;
   for(size_t x = 0; x < 64; ++x)
   {
       if(v & 0x8000000000000000)
          ss << "1";
       else
          ss << "0";
        v <<= 1;
   }
   return ss.str();
}
void trim_right(std::string& in)
{
   size_t non_zero = in.find_first_not_of("0");
   if(std::string::npos != non_zero)
      in.erase(in.begin(), in.begin() + non_zero);
   else
   {
       // no 1 in data set, what to do?
       in = "<no data>";
   }
}
int main()
{
  uint64_t v1 = 437148234;
  uint64_t v2 = 1;
  uint64_t v3 = 0;
  std::string v1s = to_bin(v1);
  std::string v2s = to_bin(v2);
  std::string v3s = to_bin(v3);
  trim_right(v1s);
  trim_right(v2s);
  trim_right(v3s);
  std::cout << v1s << "n"
            << v2s << "n"
            << v3s << "n";
  return 0;
}

一个简单的方法是拥有"当前字节"（下面的acc）、其中使用的相关位数（bitcount）和完全处理字节的矢量（output）：

int acc = 0;
int bitcount = 0;
std::vector<unsigned char> output;
void writeBits(int size, unsigned long long x)
{
    while (size > 0)
    {
        // sz = How many bit we're about to copy
        int sz = size;
        // max avail space in acc
        if (sz > 8 - bitcount) sz = 8 - bitcount;
        // get the bits
        acc |= ((x >> (size - sz)) << (8 - bitcount - sz));
        // zero them off in x
        x &= (1 << (size - sz)) - 1;
        // acc got bigger and x got smaller
        bitcount += sz;
        size -= sz;
        if (bitcount == 8)
        {
            // got a full byte!
            output.push_back(acc);
            acc = bitcount = 0;
        }
    }
}
void writeNumber(unsigned long long x)
{
    // How big is it?
    int size = 0;
    while (size < 64 && x >= (1ULL << size))
        size++;
    writeBits(size, x);
}

请注意，在处理结束时，您应该检查累加器（bitcount > 0）中是否还有任何位，在这种情况下，您应该通过执行output.push_back(acc);来刷新它们。

还要注意的是，如果速度是一个问题，那么可能使用更大的累加器是一个好主意（然而输出将取决于机器端序），并且发现一个数字中使用了多少位可以比C++中的线性搜索快得多（例如，x86有一条专门用于此的特殊机器语言指令BSR）。

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