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服务器之家 - 编程语言 - C/C++ - 如何在C++中实现按位存取

如何在C++中实现按位存取

2021-03-04 10:27VeiwoZouhui C/C++

实现紧凑存取,不是按一个字节一个字节地存取,而是按位存取,本文就是介绍了如何在C++中实现按位存取,需要的朋友可以参考下

在我创业的一个项目中,为了节约网络带宽,因此在网络中传输数据需要实现紧凑存取,在国防,科研,航天,军工等多个领域其实也有类似的需求。
实现紧凑存取,不是按一个字节一个字节地存取,而是按位存取。比如一个字节,我们可以存储8个bool信息,废话少说,直接分享代码(备注:里面的代码算法值得优化)。

//以下为函数定义 

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/***********************************************************************/
/*  函数作用:从buffer读一个位                    */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  参数retByte[out]:返回读取结果值                 */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
void ReadOneBit( byte* pBuffer, int nStart, /* out */int& nEnd, /* out */ byte& retByte );
 
/***********************************************************************/
/*  函数作用:从指定buffer里读任意一段位置数据            */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数btLength[in]:读取长度                    */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  参数retData[out]:返回读取结果值,支持任意数据类型        */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
template<typename T>
void ReadDataFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd, /* out */ T& retData );
 
/***********************************************************************/
/*  函数作用:从指定buffer里读取一段字符串              */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数nCount[in]:字符串长度                    */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  参数pRetData[out]:返回读取字符串结果               */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
void ReadStringFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd, /* out */char* pRetData );
 
 
 
/***********************************************************************/
/*  函数作用:向buffer写一个位                    */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数btData[in]:需要写入的值                   */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
void WriteOneBit( byte* pBuffer, byte btData, int nStart, /* out */int& nEnd );
 
/***********************************************************************/
/*  函数作用:向指定buffer里写入任意一段数据             */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数tData[in]:需要写入的数据,支持任意数据类型          */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数btLength[in]:读取长度                    */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
template<typename T>
void WriteDataToBuffer( byte* pBuffer, T tData, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd );
 
/***********************************************************************/
/*  函数作用:向指定buffer里写取一段字符串              */
/*  参数pBuffer[in]:指定buffer                    */
/*  参数pchar[in]:需要写入的字符串                  */
/*  参数nStart[in]:指定位置                     */
/*  参数nCount[in]:字符串长度                    */
/*  参数nEnd[out]:返回结束位置                    */
/*  返回:void                              */
/***********************************************************************/
void WtriteStringToBuffer( byte* pBuffer, char* pchar, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd );

 

//以下为函数实现

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void ReadOneBit( byte* pBuffer, int nStart, /* out */int& nEnd, /* out */ byte& retByte )
{
  byte btData = pBuffer[nStart/8];
  btData = btData << nStart%8;
  retByte = btData >> 7;
  nEnd = nStart+1;
}
 
template<typename T>
void ReadDataFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd, /* out */ T& retData )
{
  //顺序读位
  retData = 0;
  if ( btLength > sizeof(T)*8 )
    return ;
   
  byte btData;
  T tData;
  while ( btLength-- )
  {
    ReadOneBit(pBuffer, nStart, nStart, btData);
    tData = btData << btLength;
    retData |= tData;
  }
   
  nEnd = nStart;
}
 
void ReadStringFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd, /* out */char* pRetData )
{
  for ( int nIndex=0; nIndex<nCount; nIndex++ )
  {
    ReadDataFromBuffer(pBuffer, nStart, 8, nStart, pRetData[nIndex]);
  }
  nEnd = nStart;
}
 
 
void WriteOneBit( byte* pBuffer, byte btData, int nStart, /* out */int& nEnd )
{
  int nSet = nStart / 8;
  byte c = pBuffer[nSet];
  switch ( btData )
  {
  case 1:
    c |= ( 1 << (7- nStart % 8) );
    break;
  case 0:
    c &= ( ~(1 << (7- nStart % 8) ) );
    break;
  default:
    return;
  }
  pBuffer [nSet] = c;
  nEnd = nStart +1;
}
 
 
 
template<typename T>
void WriteDataToBuffer( byte* pBuffer, T tData, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd )
{
/* //大端机模式
  byte btDataLength = sizeof(T);
  if ( btLength > sizeof(T)*8 )
    return;
   
  int nDataStart = 0; //数据的第一位位置为0,顺序写入
  while ( btLength-- )
  {
    byte bitData;
    ReadOneBit((byte*)&tData, nDataStart, nDataStart, bitData);
    WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);
  }
   
  nEnd = nStart;
*/
 
  //小端机模式:写buffer的时候,不能顺序写位
 
  //获得模版占用字节大小
  byte btDataLength = sizeof(T);
 
  //校验长度是否越界
  if ( btLength > sizeof(T)*8 )
    return;
 
  //将待写数据转为byte*
  byte* ptData = (byte*)&tData; 
 
  //求模与余
  int nSet = btLength / 8;
  int nRin = btLength % 8;
   
  //定义字节数据与位数据
  byte bitData;
  byte byteData;
  int nTempEnd;
 
  //先写rin数据
  byteData = ptData[nSet];
  while ( nRin-- )
  {
    ReadOneBit(&byteData, 7-nRin, nTempEnd, bitData);
    WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);
  }
 
  //再写Set数据
  while ( nSet )
  {
    byteData = ptData[--nSet];
    //写一个byte
    int i=0;
    while ( i!=8 )
    {
      ReadOneBit(&byteData, i++, nTempEnd, bitData);
      WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);
    }
  }
  nEnd = nStart;
 
}
 
 
void WtriteStringToBuffer( byte* pBuffer, char* pchar, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd )
{
  for ( int nIndex=0; nIndex<nCount; nIndex++ )
  {
    WriteDataToBuffer(pBuffer, pchar[nIndex], nStart, 8, nStart);
  }
  nEnd = nStart;
}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。

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