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在 Golang 中从 4、3 和 1 位数据创建 8 位二进制数据

来源:stackoverflow

时间:2024-04-02 14:09:34 492浏览 收藏

对于一个Golang开发者来说,牢固扎实的基础是十分重要的,golang学习网就来带大家一点点的掌握基础知识点。今天本篇文章带大家了解《在 Golang 中从 4、3 和 1 位数据创建 8 位二进制数据》,主要介绍了,希望对大家的知识积累有所帮助,快点收藏起来吧,否则需要时就找不到了!

问题内容

我需要使用版本(4 位)、计数(3 位)、标识符(1 位)形成标头(8 位)。我怎样才能在 go 中实现这一目标?例如:

version: 1 (0001)
count: 3 (011)
identifier: 1(1)

header: 00010111 (23)

我正在执行以下操作,但有很多繁琐的代码。我怎样才能有效地做到这一点?

const (
    VersionSize       binary.Bits  = 4
    countSize         binary.Bits  = 3
    IdentifierSize    binary.Bits  = 1
)

type header struct {
    version      uint8 
    count        uint8
    identifier   uint8
}

func main() {
    headerObj := &header{version:1, count:3, identifier:1}
    headerBytes := encode(headerObj)
    // prints [23]
    fmt.PrintLn(headerBytes)
}

func (h *header) encode() []byte {
    var header []byte

    vercountIdBinary := toBinary(h.version, versionSize) + toBinary(h.count,countSize) + toBinary(h.identifier, IdentifierSize)

    vercountIdByte, _ := strconv.ParseInt(vercountIdBinary, 2, 8)
    header = append(header, byte(vercountIdByte))

    return header
}

func toBinary(value interface{}, bitSize binary.Bits) string {
    format := "%0" + strconv.Itoa(int(bitSize)) + "b"
    return fmt.Sprintf(format, value)
}

解决方案


通过位掩码和移位可以简单地实现将位打包和解包为数字。

例如,将位打包成一个数字,掩码并分配第一个,然后将结果与位数或下一个数据左移(为其留出足够的空间)。然后屏蔽第二个数字,并使用按位或“添加”它。然后再次移动第三个数字的大小,然后重复。

解包:用最后一个字段的大小屏蔽结果,然后你就得到了最后一个数字。将数据右移为解码后数字的大小,并使用下一个(按相反顺序)数字的大小进行掩码,然后就得到了数字。重复此过程,直到解码完所有数字。

例如,这会将 identifier 打包到最高有效位,将 count 打包到中间,将 version 打包到最低有效位,但您可以通过以相反的顺序打包字段来执行相反的顺序:

const (
    bitsversion = 4
    bitscount   = 3
    bitsid      = 1
)

const (
    maskversion = 1<<bitsversion - 1
    maskcount   = 1<<bitscount - 1
    maskid      = 1<<bitsid - 1
)

type header struct {
    version    uint8
    count      uint8
    identifier uint8
}

func (h *header) tobyte() uint8 {
    var b uint8

    b = h.identifier & maskid
    b <<= bitscount
    b |= h.count & maskcount
    b <<= bitsversion
    b |= h.version & maskversion

    return b
}

func (h *header) parsebyte(b uint8) {
    h.version = b & maskversion
    b >>= bitsversion
    h.count = b & maskcount
    b >>= bitscount
    h.identifier = b & maskid
}

测试它:

h := &header{
    version:    3,
    count:      2,
    identifier: 1,
}
fmt.printf("%+v\n", h)

b := h.tobyte()

h2 := &header{}
h2.parsebyte(b)
fmt.printf("%+v\n", h2)

将输出(在 Go Playground 上尝试):

&{version:3 count:2 identifier:1}
&{version:3 count:2 identifier:1}

注意:上面的示例按照 id-count-version 顺序对字段进行编码。只要打包和解包都按照相同的顺序进行,字段的顺序并不重要。如果您需要反向顺序(version-count-id),只需反转字段打包/解包的顺序即可。操作方法如下:

func (h *header) ToByte() uint8 {
    var b uint8

    b = h.version & MaskVersion
    b <<= BitsCount
    b |= h.count & MaskCount
    b <<= BitsId
    b |= h.identifier & MaskId

    return b
}

func (h *header) ParseByte(b uint8) {
    h.identifier = b & MaskId
    b >>= BitsId
    h.count = b & MaskCount
    b >>= BitsCount
    h.version = b & MaskVersion
}

这输出相同。请拨打 Go Playground 试试这个。

请注意,如果您必须对多个数据执行此操作,并针对 io.writer 流,则可以使用 github.com/icza/bitio 库(声明:我是作者)。

本篇关于《在 Golang 中从 4、3 和 1 位数据创建 8 位二进制数据》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于Golang的相关知识,请关注golang学习网公众号!

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