c++ - 在 C++ 中连接位

Question

我正在开发一个用于卷积编码器和位打洞的软件。

所以在我的程序中，每个循环都会生成一个 55 位长度的数据。它存储在 unsigned long long 类型变量的前 55 位中。每次迭代后，我必须将这 55 位传输到 unsigned char 缓冲区(缓冲区相当大，大约 500 字节)。这些位必须连续存储在该缓冲区中。 (即没有间隙)。是否有一些小技巧可以轻松地连接起来？

Answer 1

编辑:有人正确地向我指出，因为我通过 uint64_t* 为字符缓冲区设置了别名，所以我违反了严格的别名规则，并且也容易受到攻击由于字节顺序不同而导致的错误。然而，如果您对自己的平台有一定的保证，这可能仍然有效。它可以通过使用 64 位元素的缓冲区而不是单个字节来解决。

如果您想要一个不依赖于任何外部库的准系统算法，您可以使用下面的代码片段。请注意，bitset 仅用于显示结果并确保其有效。

作为测试，我定义了一个 55 位模式，由 54 个连续的 1 组成，后跟一个 0。64 位值 (x) 中的其余 9 位也是零。缓冲区是一个 500 字节的字符数组，我在 uint64_t* 中为其设置了别名。该算法跟踪当前 64 位 block (currentBlock) 和该 block 中的当前位 (currentBit)。它执行以下操作:

1. 移动位模式，使其从当前位位置开始。
2. 将结果与当前 64 位 block 进行或运算。这意味着位模式的第一部分连接到当前 block 的剩余部分。例如，在第二次迭代中，当第一个 block 的前55位被填充时，剩余的9位将被占用。
3. 更新 currentBit 变量。

4. 检查 currentBlock 是否溢出，如果溢出则移动到下一个 block 并连接 55 位模式的剩余部分。

   #include <iostream>
   #include <bitset> // only used for testing, not for the algorithm
   using namespace std;
   
   int main()
   {
       size_t nBits = 55;
   
       // 54 1's, followed by 10 0's
       uint64_t x = 0b1111111111111111111111111111111111111111111111111111110000000000;
   
       // 500 byte buffer:
       char buf8[500]{};
       uint64_t *buf = reinterpret_cast<uint64_t*>(&buf8[0]);
   
       // This would be better; use this if possible
       // uint64_t buf[100];
   
       int currentBit = 0;
       int currentBlock = 0;
   
       // concatenate the 55-bitpattern 10 times 
       for (int i = 0; i != 10; ++i)
       {
           buf[currentBlock] |= (x >> currentBit);
   
           currentBit += nBits;
           if (currentBit >= 64)
           {
               ++currentBlock;
               currentBit %= 64;
   
               buf[currentBlock] |= x << (nBits - currentBit);
           }
       }
   
       // TEST
       for (int i = 0; i != 5; ++i)
           cout << bitset<64>(buf[i]) << '\n';
   }
   

您可能应该概括这一点并将其封装在一个函数中。这取决于你。该程序按原样产生以下输出:

1111111111111111111111111111111111111111111111111111110111111111
1111111111111111111111111111111111111111111110111111111111111111
1111111111111111111111111111111111110111111111111111111111111111
1111111111111111111111111110111111111111111111111111111111111111
1111111111111111110111111111111111111111111111111111111111111111

请注意每 55 位标记 0。