读取字节数组中不同长度位字段的最简单方法是什么？

Question

我正在尝试读取使用不同大小的位字段来引用不同颜色的二进制文件（图像格式），使用颜色调色板的字典来执行此操作。 例如

使用以下调色板：

0   -> #FFFFFF
10  -> #FF0000  
110 -> #FF00DC  
111 -> #FF5A0C

二进制数据看起来像这样

0101101110101100010111

问题是，当读取此文件时，我得到一个byte[] ，我不知道如何处理这些带字节的可变长度字段。 主要问题是（使用上面的例子）当读取byte[0]我得到01011011 ，这样我就可以将部分数据转换为#FFFFFF ， #FF0000 ， #FF00DC但我留下了00000011 。

所以，问题是，我怎么能连接这个字节的剩余部分和下一个字节，以便我能够读取完整的代码。 例如

00000011 + 10101100 = 0000001110101100

并正常阅读。

Obs：我正在使用c＃

编辑：这是我正在为无损图像压缩开发的格式

Answer 1

这是一个示例位读取器。 这不是太有效，因为我在最低位位置返回读取位，然后移位以累积下一个字段。

首先，跟踪byte[]的位和字节位置并返回下一位的类。

public class BitPosition {
    int bytePos = 0;
    int bitPos = 0; // 0 - 7 only
    Byte[] data;

    public BitPosition(Byte[] src) => data = src;

    static byte[] byteBitMasks = new byte[] { 0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01 };
    public int ReadNextBit() {
        if (bytePos >= data.Length)
            throw new IndexOutOfRangeException("ReadNextBit");

        int bit = (data[bytePos] & byteBitMasks[bitPos]) == 0 ? 0 : 1;
        if (++bitPos > 7) {
            bitPos = 0;
            ++bytePos;
        }
        return bit;
    }
    public bool HasMoreData => bytePos < data.Length;
}

现在，一个类来描述压缩调色板中的每个条目：

public class ColorEntry {
    public byte marker;
    public int color;
    public int sizeInBits;
}

注意：如果需要更大的标记，可以用int或uint替换byte 。 如果您需要最多64位标记，则需要修改ColorReader以使用uint64 。

最后，一个ColorReader类使用压缩调色板和BitPosition类从byte[]读取颜色：

public class ColorReader {
    BitPosition bp;

    public ColorReader(byte[] data) => bp = new BitPosition(data);

    static ColorEntry[] palette = new[] {
                new ColorEntry { marker = 0b0, color = 0xFFFFFF, sizeInBits = 1 },
                new ColorEntry { marker = 0b10, color = 0xFF0000, sizeInBits = 2 },
                new ColorEntry { marker = 0b110, color = 0xFF00DC, sizeInBits = 3 },
                new ColorEntry { marker = 0b111, color = 0xFF5A0C, sizeInBits = 3 },
            };

    public IEnumerable<ColorEntry> Colors() {
        while (bp.HasMoreData) {
            int bitsSoFar = 0;
            int numBits = 0;
            do {
                int nextBit = bp.ReadNextBit();
                ++numBits;
                bitsSoFar |= nextBit;

                var nextCE = palette.FirstOrDefault(ce => ce.sizeInBits == numBits && ce.marker == bitsSoFar);
                if (nextCE != null) {
                    yield return nextCE;
                    break;
                }
                else
                    bitsSoFar <<= 1;
            } while (true);
        }
    }
}

您可以像这样使用类：

var data = new byte[] { 0b01011011, 0b10101100, 0b01011100 };
var cr = new ColorReader(data);
var ans = cr.Colors().Select(c => c.color).ToList();