C：构建一个字节答案

【问题标题】：C: Building a byteC：构建一个字节
【发布时间】：2011-01-24 12:49:29
【问题描述】：

我有一个包含 16 个元素的数组。我想将这些评估为布尔值 0 或 1，然后将其存储在 2 个字节中，以便我可以写入二进制文件。我该怎么做？

【问题讨论】：

@Neil，你为什么这么问？可能 OP 不知道按位运算。
@Nick 提出问题的想法是，它们应该在某种意义上扩展对底层语言/技术的理解。这个问题不是 - 简单地提出问题绝不应该成为支持的理由。
我对此表示赞同，因为它就是这样做的——通过提供的答案扩展读者的知识。按位运算并不是最容易理解的概念（在我看来），所以我认为这是一个很好的问题。为什么不应该简单地提出问题作为支持的理由？只要是能帮助别人的问题，何乐而不为呢？
@Neil，当然，我同意这一点。不过，它们并不是获得支持的唯一原因。
@Neil 我真的没有任何计划。你让这听起来像是我们都在竞选 SO 的总裁，我们有不同的、相互矛盾的议程:)。如果你对这个网站有远见，我相信它比我能想到的任何东西都要好，我祝你一切顺利。我只是认为这是一个很好的问题，因为根据我的经验，在课堂上对位运算符的讨论还不够。没有必要因为投票而像那样妖魔化我，是吗？

【解决方案1】：

你的意思是这样的吗？

unsigned short binary = 0, i;
for ( i = 0; i < 16; ++i )
  if ( array[i] )
    binary |= 1 << i; 

// the i-th bit of binary is 1 if array[i] is true and 0 otherwise.

【讨论】：

【解决方案2】：

你必须使用bitwise operators。

这是一个例子：

int firstBit = 0x1;
int secondBit = 0x2;
int thirdBit = 0x4;
int fourthBit = 0x8;

int x = firstBit | fourthBit; /*both the 1st and 4th bit are set */
int isFirstBitSet = x & firstBit; /* Check if at least the first bit is set */

【讨论】：

【解决方案3】：

int values[16];
int i;
unsigned short word = 0;
unsigned short bit = 1;

for (i = 0; i < 16; i++)
{
    if (values[i])
    {
        word |= bit;
    }

    bit <<= 1;
}

【讨论】：

【解决方案4】：

此解决方案避免在循环内使用 if：

unsigned short binary = 0, i;
for ( i = 0; i < 16; ++i )
  binary |= (array[i] != 0) << i;

【讨论】：

这意味着循环将零向左移动，或者将结果转换为“二进制”，而 IVlad 的解决方案仅处理设置位。目前尚不清楚主要流水线架构的好处在哪里，但名义上对具有许多零的数组执行较少的操作是有好处的。

【解决方案5】：

用两个字节声明一个数组result，然后循环遍历源数组：

for (int i = 0; i < 16; i++) {
  // calclurate index in result array
  int index = i >> 3;
  // shift value in result
  result[index] <<= 1;
  // check array value
  if (theArray[i]) {
    // true, so set lowest bit in result byte
    result[index]++;
  }
}

【讨论】：

为什么投反对票？如果你不说你不喜欢什么，那是毫无意义的。
我没有以任何方式投票，但我猜这是因为你使用了一个数组，你甚至没有提到它的类型。我猜这是一个 char 数组，但 OP 可能不知道。无论哪种方式，您都可以在没有数组的情况下执行此操作。您选择使用数组有什么原因吗？
@IVlad：OP 专门要求两个字节，将它们存储在数组中的逻辑方式。数据类型可以是任何能够处理字节的东西，但 char 是一个明显的选择。
嗯，短片也可以，不是吗？无论如何，我 +1，我想 char 数组确实更适合:)。
OP 指定了一个包含 16 个元素的数组作为输入/他没有指定什么类型，但这实际上并不重要，只要它可以被评估为零或非零，因此转换为布尔值。

【解决方案6】：

类似的东西。

int values[16];
int bits = 0;
for (int ii = 0; ii < 16; ++ii)
{
    bits |= (!!values[ii]) << ii;
}

unsigned short output = (unsigned short)bits;

表达式 (!!values[ii]) 强制值为 0 或 1，如果您确定 values 数组已经包含 0 或 1 而没有其他内容，您可以离开 !!

如果您不喜欢 !!句法。

int values[16];
int bits = 0;
for (int ii = 0; ii < 16; ++ii)
{
    bits |= (values[ii] != 0) << ii;
}

unsigned short output = (unsigned short)bits;

【讨论】：

使用!!有什么意义？一个简单的if 语句使这更容易阅读。顺便说一句，您的 for 循环无法编译。
if 语句在内循环中添加一个分支。
甜蜜。建议一个更优的解决方案并为此投票！谢谢 LVlad！
真的，更优化？它只是一个由 16 个元素组成的数组，我怀疑是否有任何平台可以让您注意到不同之处。它只是不必要地混淆了这里的代码。
确实优化了很多。如果你不相信我，你自己测试一下。像这样的小功能往往只使用一次。或者它们一直被使用，突然内部循环中的这个分支开始变得重要。