转换三个字节、二进制补码、有符号整数答案

【问题标题】：Convert three bytes, two's complement, signed integer转换三个字节、二进制补码、有符号整数
【发布时间】：2019-01-05 23:38:36
【问题描述】：

在SEG-D seismic data format中，一些头部参数被格式化为三个字节，二进制补码，有符号二进制。所有值都是大端的。

使用String#unpack，Ruby 核心只能转换 16 位和 32 位值，不能转换 24 位。

如何通过以下two’s complement 方式将二进制值转换为整数：

"\x00\x00\x00" => 0x000000 (0)
"\x00\x00\x01" => 0x000001 (1)
"\x7F\xFF\xFF" => 0x7FFFFF (8388607)
"\xFF\xFF\xFF" => -0x000001 (-1)
"\x80\x00\x00" => -0x800000 (-8388608)

【问题讨论】：

标签： ruby endianness signed twos-complement 24-bit

【解决方案1】：

将第一个字节转换为有符号 8 位（二进制补码），将第二个和第三个字节转换为无符号 16 位。

# String to be converted (-8388608)
bin = "\x80\x00\x00"

# Convert as signed 8-bit and unsigned 16-bit (big-endian)
values = bin.unpack("c S>")

# Add with the first byte weighted
converted = values[0] * 2**16 + values[1]

使用按位运算 shift 和 OR 的最后一行的替代版本（可能更有效）：

converted = values[0] << 16 | values[1]

【讨论】：

我非常尊重任何理解pack/unpack的人。我不止一次尝试过要掌握它，但总是在几分钟后因头痛欲裂而放弃。考虑以下调整：values[0] << 16 + values[1]。见Integer#<<。
@CarySwoveland 确实更优雅，但我只私下使用<< 和其他按位运算。对于初学者来说，它们非常神秘。 :-)
如果一个 Rubiest 理解 pack/unpack，这是一个合理的假设，即他们知道 Integer#<<（以及元编程的微妙之处）。
@CarySwoveland 谈到微妙之处：(values[0] << 16) + values[1] ;-)
@CarySwoveland 另一种选择是使用二进制 OR 而不是加号，即values[0] << 16 | values[1]。或a, b = bin.unpack('c S>') 和a << 16 | b。或单线bin.unpack('c S>').yield_self { |a, b| a << 16 | b }