移位字節數組和跳過位

Question

我正在嘗試創建一個函數，該函數將返回給定內存塊的N位，並可選擇跳過M位。

例子：

unsigned char *data = malloc(3);
data[0] = 'A'; data[1] = 'B'; data[2] = 'C';
read(data, 8, 4);

將跳過 12 位，然后從數據塊“ABC”中讀取 8 位。

“跳過”位意味着它實際上會位移整個數組，從右到左攜帶位。

在這個例子中ABC是

01000001 01000010 01000011

並且該函數需要返回

    0001 0100

這個問題是我上一個問題的后續

最少的可編譯代碼

#include <ios>
#include <cmath>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

typedef unsigned char byte;
typedef struct bit_data {
    byte *data;
    size_t length;
} bit_data;

/*
   Asume skip_n_bits will be 0 >= skip_n_bits <= 8
*/
bit_data *read(size_t n_bits, size_t skip_n_bits) {
    bit_data *bits = (bit_data *) malloc(sizeof(struct bit_data));

    size_t bytes_to_read = ceil(n_bits / 8.0);
    size_t bytes_to_read_with_skip = ceil(n_bits / 8.0) + ceil(skip_n_bits / 8.0);

    bits->data = (byte *) calloc(1, bytes_to_read);
    bits->length = n_bits;

    /* Hardcoded for the sake of this example*/
    byte *tmp = (byte *) malloc(3);
    tmp[0] = 'A'; tmp[1] = 'B'; tmp[2] = 'C';

    /*not working*/
    if(skip_n_bits > 0){
        unsigned char *tmp2 = (unsigned char *) calloc(1, bytes_to_read_with_skip);
        size_t i;

        for(i = bytes_to_read_with_skip - 1; i > 0; i--) {
            tmp2[i] = tmp[i] << skip_n_bits;
            tmp2[i - 1] = (tmp[i - 1] << skip_n_bits) | (tmp[i] >> (8 - skip_n_bits));
        }

        memcpy(bits->data, tmp2, bytes_to_read);
        free(tmp2);
    }else{
        memcpy(bits->data, tmp, bytes_to_read);
    }
    free(tmp);

    return bits;
}

int main(void) {
    //Reading "ABC"
    //01000001 01000010 01000011
    bit_data *res = read(8, 4);

    cout << bitset<8>(*res->data);
    cout << " -> Should be '00010100'";

    return 0;
}

當前代碼返回00000000而不是00010100 。 我覺得這個錯誤很小，但我很想念它。 問題出在哪兒？

Answer 1

您的代碼被標記為 C++，實際上您已經在使用 C++ 結構，如bitset ，但它非常像 C。 我認為首先要做的是使用更多的 C++。

事實證明，bitset 已經非常靈活了。 我的方法是創建一個來存儲我們輸入數據中的所有位，然后根據您希望跳過的數字獲取其中的一個子集，並返回該子集：

template<size_t N, size_t M, typename T = unsigned char>
std::bitset<N> read(size_t skip_n_bits, const std::array<T, M>& data)
{
    const size_t numBits = sizeof(T) * 8;

    std::bitset<N> toReturn; // initially all zeros

    // if we want to skip all bits, return all zeros
    if (M*numBits <= skip_n_bits)
        return toReturn;

    // create a bitset to store all the bits represented in our data array
    std::bitset<M*numBits> tmp;

    // set bits in tmp based on data
    // convert T into bit representations
    size_t pos = M*numBits-1;
    for (const T& element : data)
    {
        for (size_t i=0; i < numBits; ++i)
        {
            tmp.set(pos-i, (1 << (numBits - i-1)) & element);
        }
        pos -= numBits;
    }

    // grab just the bits we need
    size_t startBit = tmp.size()-skip_n_bits-1;
    for (size_t i = 0; i < N; ++i)
    {
        toReturn[N-i-1] = tmp[startBit];
        tmp <<= 1;
    }

    return toReturn;
}

完整的工作演示

現在我們可以這樣稱呼它：

// return 8-bit bitset, skip 12 bits
std::array<unsigned char, 3> data{{'A', 'B', 'C'}};
auto&& returned = read<8>(12, data);
std::cout << returned << std::endl;

印刷

00100100

這正是我們的輸入01000001 01000010 01000011跳過前 12 位（從左到右），只抓取接下來的 8 位可用。

我認為這比你所擁有的更容易閱讀，尤其是。 從 C++ 程序員的角度來看。