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如何在C++中实现按位存取

2020-01-26 15:00:59
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供稿:网友

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 

/***********************************************************************/ /*  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

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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