具有可变位数的 Swift 符号扩展

Question

我需要将 8 位值符号扩展为 12 位。在 C 中，我可以这样做。我阅读了 Apple 的 BinaryInteger 协议(protocol)文档，但它没有解释扩展到可变位数的符号(而且我在 Swift 方面也很陌生)。假设 val 是 UInt8 并且 numbits 是 12，我如何在 Swift 中执行此操作？

#define MASKBITS(numbits) ((1 << numbits) - 1)

#define SIGNEXTEND_TO_16(val, numbits)              \        
(                                                         \
(int16_t)((val & MASKBITS(numbits)) | (                 \
  (val & (1 << (numbits-1))) ? ~MASKBITS(numbits) : 0)  \
))

Answer 1

您可以使用 Int8(bitPattern:) 来转换给定的无符号数值到具有相同二进制表示的有符号值，然后通过转换为 Int16 进行签名扩展，再次进行无符号签名，最后截断到给定的位数:

func signExtend(val: UInt8, numBits: Int) -> UInt16 {
    // Sign extend to unsigned 16-bit:
    var extended = UInt16(bitPattern: Int16(Int8(bitPattern: val)))
    // Truncate to given number of bits:
    if numBits < 16 {
        extended = extended & ((1 << numBits) - 1)
    }
    return extended
}

例子:

for i in 1...16 {
    let x = signExtend(val: 200, numBits: i)
    print(String(format: "%2d %04X", i, x))
}

输出:

 1 0000 2 0000 3 0000 4 0008 5 0008 6 0008 7 0048 8 00C8 9 01C810 03C811 07C812 0FC813 1FC814 3FC815 7FC816 FFC8