Question

我需要从16个字节的值中提取一些位范围，例如：

bit 0 = first thing
next 54 bits = second thing
next 52 bits = third thing
last 21 bits = fourth thing

.net没有UInt128结构，但是它具有BigInteger类，但是我不确定这是否合适，也许是这样？

我发现了一个第三方库，可以从流中读取位，但是当尝试使用UInt64将它们转换回BitConverter时，它将失败，因为54位是'对于UInt64来说足够长，但是对于UInt32

来说太长了

我立即想到的是移位的方法，但是现在我不确定如何进行处理，因为我想不出一种处理原始16字节的好方法。

任何建议或评论将不胜感激。

Answer 1

这是一些未经测试的代码。我确定其中存在错误（每当我编写这样的代码时，都会出现班次，蒙版等错误）。但是，这应该足以让您入门。如果您能正常工作，并且只有几个问题，请在评论中让我知道，我会解决问题。如果您无法使用它，也请告诉我，我将删除答案。如果需要进行重大重写，请将您的工作代码发布为答案，并告诉我。

与此有关的另一件事（因为您提到它来自文件）是 endian-ness 。并非所有的计算机体系结构都以相同的方式表示值。我会把所有字节留给您（ swizzling （如果需要的话）。

首先，C ++中的结构与类基本相同（尽管人们认为它们是不同的）。在C＃中，它们非常不同。 C＃中的结构是值类型。当您进行值类型分配时，编译器将复制该结构的值，而不是仅复制该对象的引用（就像对类一样）。值类型具有一个隐式默认构造函数，该构造函数将所有成员初始化为其默认值（零或null）。

用[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]标记结构可以告诉编译器按照指定的顺序布局成员（它们通常不需要编译器）。如果需要，这允许您将对其中一个的引用（通过 P / Invoke ）传递给C程序。

所以，我的结构以这种方式开始：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Struct128
{
    //not using auto-properties with private setters on purpose.
    //This should look like a single 128-bit value (in part, because of LayoutKind.Sequential)
    private ulong _bottom64bits;
    private ulong _top64bits;
}

现在，我要向该结构添加成员。由于您是从文件中获取128位的，因此请勿尝试将数据读入单个128位结构中（如果您可以弄清楚如何（查找序列化），则可以，但是...）。而是一次读取64位，并使用像这样的构造函数：

 public Struct128(ulong bottom64, ulong top64)
 {
     _top64bits = top64;
     _bottom64bits = bottom64;
 }

如果您需要将其中之一的数据写回到文件中，请使用如下所示的只读属性一次将其获取64位：

//read access to the raw storage
public ulong Top64 => _top64bits;
public ulong Bottom64 => _bottom64bits;

现在，我们需要从结构中获取并设置各种位值。掌握（设置）第一件事很容易：

public bool FirstThing
{
    get => (_bottom64bits & 0x01) == 1;
    set
    {
        //set or clear the 0 bit
        if (value)
        {
            _bottom64bits |= 1ul;
        }
        else
        {
            _bottom64bits &= (~1ul);
        }
    }
}

获取/设置第二和第四件事非常相似。在这两种情况下，要获得该值，都应屏蔽掉除重要位以外的所有位，然后移位结果。要设置该值，请获取属性值，将其移到正确的位置，将结构中存储的适当（顶部或底部）值中的位清零，或将新位（通过移位设置）中的OR清零。 / p>

//bits 1 through 55
private const ulong SecondThingMask = 0b111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1110;

public ulong SecondThing
{
    get => (_bottom64bits & SecondThingMask) >> 1;
    set
    {
        var shifted = (value << 1) & SecondThingMask;
        _bottom64bits = (_bottom64bits & (~SecondThingMask)) | shifted;
    }
}

和

 //top 21 bits
 private const ulong FourthThingMask = 0b1111_1111_1111_1111_1111_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000;
 //to shift the top 21 bits down to the bottom 21 bits, need to shift 64-21
 private const int FourthThingShift = 64 - 21;

 public uint FourthThing
 {
     get => (uint)((_top64bits & FourthThingMask) >> FourthThingShift);
     set
     {
         var shifted = ((ulong)value << FourthThingShift) & FourthThingMask;
         _top64bits = (_top64bits & (~FourthThingMask)) | shifted;
     }
 }

这是棘手的第三件事。要获得该值，您需要屏蔽顶部值和底部值中的正确位，将它们移至正确位置并返回ORed结果。

要设置该值，您需要获取属性值，将其分为上下两部分，然后执行与第二和第四件事相同的魔术或运算：

 //the third thing is the hard part.  
 //The bottom 55 bits of the _bottom64bits are dedicate to the 1st and 2nd things, so the next 9 are the bottom 9 of the 3rd thing
 //The other 52-9 (=43) bits come-from/go-to the _top64bits

 //top 9 bits
 private const ulong ThirdThingBottomMask = 0b1111_1111_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000;
 //bottom 43 bits
 private const ulong ThirdThingTopMask = 0b111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111;
 private const int ThirdThingBottomShift = 64 - 9;

 //bottom 9 bits
 private const ulong ThirdThingBottomSetMask = 0b1_1111_1111;
 //all but the bottom 9 bits
 private const ulong ThirdThingTopSetMask = 0b1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1110_0000_0000;
 //52 bits total
 private const ulong ThirdThingOverallMask = 0b1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111;

 public ulong ThirdThing
 {
     get
     {
         var bottom = (_bottom64bits & ThirdThingBottomMask) >> ThirdThingBottomShift;
         var top = (_top64bits & ThirdThingTopMask) << 9;
         return top | bottom;
     }
     set
     {
         var masked = value & ThirdThingOverallMask;
         var bottom = (masked & ThirdThingBottomSetMask) << ThirdThingBottomShift;
         _bottom64bits = (_bottom64bits & (~ThirdThingBottomSetMask)) | bottom;
         var top = (masked & ThirdThingTopSetMask) >> 9;
         _top64bits = (_top64bits & (~ThirdThingTopSetMask)) | top;
     }
 }

我希望这是有用的。让我知道。

C＃从字节数组中提取位范围

1 个答案: