如何将4个2位值组合为1个8位值？

Question

这段代码是我用来将4个2位值（无符号字符，但它们仅包含0-3的值）组合成1个单个无符号字符值的功能

unsigned char nibble = 0;

nibble = (nibble & 0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & 0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & 0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & 0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);

对于除00 00 00 00之外的所有值，它都会产生错误的值（对于两组2位不同的2位值，通常会产生相同的结果）。

我很困惑，因为上面的代码是对该代码的编辑，可以很好地将2个4位值合并为1个字节，为什么我的版本不将4个2位值合并为1个字节？

char byte;
byte = (byte & 0xF0) | (nibble1 & 0xF); // write low quartet
byte = (byte & 0x0F) | ((nibble2 & 0xF) << 4); // write high quartet

我尝试将0x03 / 0x0C / 0x30 / 0xC0更改为0xC0 / 0x30 / 0x0C / 0x03，仍然是错误的。 将＆0x03更改为＆0xC0时相同。

Answer 1

这是因为您每次都清除半字节中的位。

也就是说，当您这样说：

nibble = (nibble & 0xC0)

您真正要说的是“放弃到目前为止我已经完成的所有工作，除了位置3和4的钻头”。

此代码（未经测试）可能会解决您的问题：

unsigned char nibble = 0;

nibble |= (output[i  ] & 0x03);
nibble |= (output[i+1] & 0x03) << 2;
nibble |= (output[i+2] & 0x03) << 4;
nibble |= (output[i+3] & 0x03) << 6;

如果确实确实output[i+x]仅保存[0,3]范围内的值，则可以如下更改代码：

unsigned char nibble = 0;

assert(0<=output[i  ] && output[i  ]<=3)
nibble |= output[i  ];
assert(0<=output[i+1] && output[i+1]<=3)
nibble |= output[i+1] << 2;
assert(0<=output[i+2] && output[i+2]<=3)
nibble |= output[i+2] << 4;
assert(0<=output[i+3] && output[i+3]<=3)
nibble |= output[i+3] << 6;

如果您确实非常确定，那么可以断言断言。 但是，您也可以保留它们，让编译器使用NDEBUG标志（ g++ -DNDEBUG mycode.cpp ） g++ -DNDEBUG mycode.cpp 。 有关更多详细信息，请参见此问题 。

Answer 2

那是因为在用新位填充nibble之前，您要先用一个掩码过滤它，如果有什么事情与它应该做的相反。

nibble = (nibble & 0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & 0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & 0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & 0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);
                   ^^^^ in here you preserve the bits
             you want to replace and zero out everything else

反转该掩码将起作用：

nibble = (nibble & ~0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & ~0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & ~0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & ~0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);

但是，由于nibble无论如何已经从0开始，所以您不需要它。 就像在理查德的答案中那样填充位。