如何在C++中實現按位存取

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

在我創(chuàng)業(yè)的一個項目中，為了節(jié)約網絡帶寬，因此在網絡中傳輸數據需要實現緊湊存取，在國防，科研，航天，軍工等多個領域其實也有類似的需求。
實現緊湊存取，不是按一個字節(jié)一個字節(jié)地存取，而是按位存取。比如一個字節(jié)，我們可以存儲8個bool信息，廢話少說，直接分享代碼（備注：里面的代碼算法值得優(yōu)化）。

//以下為函數定義

/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：從buffer讀一個位                    */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  參數retByte[out]：返回讀取結果值                 */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
void ReadOneBit( byte* pBuffer, int nStart, /* out */int& nEnd, /* out */ byte& retByte ); 
 
/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：從指定buffer里讀任意一段位置數據            */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數btLength[in]：讀取長度                    */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  參數retData[out]：返回讀取結果值，支持任意數據類型        */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
template<typename T> 
void ReadDataFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd, /* out */ T& retData ); 
 
/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：從指定buffer里讀取一段字符串              */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數nCount[in]：字符串長度                    */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  參數pRetData[out]：返回讀取字符串結果               */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
void ReadStringFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd, /* out */char* pRetData ); 
 
 
 
/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：向buffer寫一個位                    */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數btData[in]：需要寫入的值                   */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
void WriteOneBit( byte* pBuffer, byte btData, int nStart, /* out */int& nEnd ); 
 
/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：向指定buffer里寫入任意一段數據             */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數tData[in]：需要寫入的數據，支持任意數據類型          */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數btLength[in]：讀取長度                    */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
template<typename T> 
void WriteDataToBuffer( byte* pBuffer, T tData, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd ); 
 
/***********************************************************************/ 
/*  函數作用：向指定buffer里寫取一段字符串              */ 
/*  參數pBuffer[in]：指定buffer                    */ 
/*  參數pchar[in]：需要寫入的字符串                  */ 
/*  參數nStart[in]：指定位置                     */ 
/*  參數nCount[in]：字符串長度                    */ 
/*  參數nEnd[out]：返回結束位置                    */ 
/*  返回：void                              */ 
/***********************************************************************/ 
void WtriteStringToBuffer( byte* pBuffer, char* pchar, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd );

//以下為函數實現

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 ) 
{ 
  //順序讀位 
  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 ) 
{ 
/* //大端機模式 
  byte btDataLength = sizeof(T); 
  if ( btLength > sizeof(T)*8 ) 
    return; 
   
  int nDataStart = 0; //數據的第一位位置為0，順序寫入 
  while ( btLength-- ) 
  { 
    byte bitData; 
    ReadOneBit((byte*)&tData, nDataStart, nDataStart, bitData); 
    WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart); 
  } 
   
  nEnd = nStart; 
*/ 
 
  //小端機模式：寫buffer的時候，不能順序寫位 
 
  //獲得模版占用字節(jié)大小 
  byte btDataLength = sizeof(T); 
 
  //校驗長度是否越界 
  if ( btLength > sizeof(T)*8 ) 
    return; 
 
  //將待寫數據轉為byte* 
  byte* ptData = (byte*)&tData;  
 
  //求模與余 
  int nSet = btLength / 8; 
  int nRin = btLength % 8; 
   
  //定義字節(jié)數據與位數據 
  byte bitData; 
  byte byteData; 
  int nTempEnd; 
 
  //先寫rin數據 
  byteData = ptData[nSet]; 
  while ( nRin-- ) 
  { 
    ReadOneBit(&byteData, 7-nRin, nTempEnd, bitData); 
    WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart); 
  } 
 
  //再寫Set數據 
  while ( nSet ) 
  { 
    byteData = ptData[--nSet]; 
    //寫一個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內容，希望對大家的學習有所幫助。

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