将数组中的任意位复制到变量中？答案

【问题标题】：Copying arbitrary bits from an array into a variable?将数组中的任意位复制到变量中？
【发布时间】：2020-01-02 03:06:43
【问题描述】：

所以我正在处理一个以数组形式出现的数据集。例如：

{0x00, 0x00, 0xFF, 0xF1, 0x6D, 0xA2, 0x00 0x00}

{0b00000000, 0b00000000, 0b11111111, 0b11110001, 0b01101101, 0b10100010, 0b00000000, 0b00000000}

我需要能够根据两个值从这个数组中提取信息：

起始位。
位数。

例如，如果起始位是 17，位长是 13，（假设第一位是索引 0），我的数据将是：

0b1111111111100

十进制：8188

然后，这个十进制值（或 uint32_t 或 w/e）将存储在一个变量中并输出。我可以针对单个案例执行此操作，但是很难将起始位和位数作为函数或代码块的变量的代码编写...

我尝试过使用 memcpy，但这只是字节可寻址的。

如有任何反馈，我将不胜感激！

【问题讨论】：

可能是基于std::bitset 的东西？ boost::dynamic_bitset 也可能是可行的。
首先创建一个返回单个位的函数。然后在循环中调用它并逐个获取所需的位。一旦成功，如果您需要更高的性能，您应该更好地了解如何以更大的块而不是一个接一个地获取位。
& 用于按位与，<< 用于for 循环内的位移？我想我古老的旧 C 正在展示而不是花哨的新 C++...
我不明白“如果起始位是 17”。请显示您提到的单个案例的代码。

标签： c++ arrays bit memcpy

【解决方案1】：

@Punchki 如果你想自己建造一台机器，也许这个想法会有所帮助。

                 First (17)   Last (inclusive)
                   !            !
                   !            ! +- The least significant bit in the least significant byte
                   !            ! !
00000000 00000000 11111111 11110001 01101101 10100010 00000000 00000000
                      &        &     <- AND
                  01111111 11111100  <- 13 bit bit-mask
                                     <- cast all bytes to std::uintmax_t and ...
<<(24-2) <<(16-2)  <<(8-2)  >>(0+2)  <- ... shift and ...
                 |                   <- ... OR all into the result variable
                  00011111 11111100

【讨论】：

【解决方案2】：

从所需的起始位索引，您可以使用/ 和% 运算符计算数组中的确切字节，以及该字节内的初始位索引。然后只需迭代字节数组并移动位，直到将所需的位数复制到结果中。

例如：

uint32_t getBits(const void *Data, uint32_t DataLen, uint32_t StartBit, uint8_t NumBits)
{
    uint32_t Result = 0;

    // are there any bytes at all?
    if (DataLen != 0)
    {
        // get a pointer to the starting byte...
        const uint8_t *pData = &(static_cast<const uint8_t*>(Data)[StartBit / 8]);
        uint8_t b = *pData;

        // calculate the starting bit within that byte...
        int BitOffset = 7 - (StartBit % 8);

        // iterate for the desired number of bits...
        for(int i = 0; i < NumBits; ++i)
        {
            // make room for the next bit...
            Result <<= 1;
            // copy the bit...
            Result |= ((b >> BitOffset) & 0x01);
            // reached the end of the current byte?
            if (--BitOffset < 0)
            {
                b = *(++pData); // go to the next byte...
                BitOffset = 7; // restart at the first bit in that byte...
            }
        }
    }

    // all done...
    return Result;
}

uint8_t arr[] = {0x00, 0x00, 0xFF, 0xF1, 0x6D, 0xA2, 0x00, 0x00};
uint32_t value = getBits(arr, 8, 17, 13);

Live Demo

如果需要，您可以进一步优化它，使代码一次移位+复制超过 1 位。例如，在进入循环之前，如果起始位索引不在字节边界处，则将不需要的位从初始的b 和OR 转移到剩余的位Result。然后将循环 OR 一次 1 个完整字节放入 Result，而所需的位数为 >= 8。然后在退出循环后，如果所需的位数仍然是> 0，则将不需要的位从最后的b 和OR 剩余的位移到Result。

我把它作为一个练习留给你弄清楚。

【讨论】：