c# - 如何读取文件中的每 7 位作为整数？

Question

我有一些文件，其中每 7 位代表一个小端整数。

到目前为止，我有一个实现将字节读入字节数组，转换为字符串，使用循环索引将 7 个字符放入 BitArray，并根据它的索引执行 2^x，但这看起来非常慢(文件只有 20KB，但需要 5 分钟以上的时间来解析)，而且转换太多，不是最好的方法。

有没有办法直接从文件中读取一组 7 位？

Answer 1

如果这些 7 位整数没有打包，那么处理每个字节的最低有效 7 位就是一件简单的事情:

Byte b; Int32 nb;
while( (nb = reader.ReadByte()) != -1 ) {
    b = (Byte)nb;

    Byte value = b & 0x7F;
    yield return value;
}

如果这些是打包字节，那就更有趣了:)

您需要使用 1 到 2 个字节来提取值。我假设输入是一个 Byte 流(为了简化 API，使用 IEnumerator 表示)，其中 7 位的打包方式如下:

7-bit  |0                                 |1                                 |2                                 |3                                 |4
Bytes  |0                                      |1                                      |2                                      |3
Bits   |0   |1   |2   |3   |4   |5   |6   |7   |0   |1   |2   |3   |4   |5   |6   |7   |0   |1   |2   |3   |4   |5   |6   |7   |0

算法是这样的:

1. 维护一个“位索引”(bi)，它告诉我们下一个 7 位整数开始的位偏移量是多少(在每个字节中)。
2. 读取一个字节(b0)，取出前 7 位并 yield-return。
3. 将 bit-index 增加 7。
4. 7 + 7 大于 8(一个字节的大小)所以我们需要另一个字节。读取另一个字节并将其 (b1) 与前一个字节 (b0) 组合成一个可以一次性读取的 16 位值
5. 通过从中读取位 (bi + 7) 提取下一个 7 位值，将其移位以使其有用，然后将其返回。
6. 重复。

这里可能有一些错误，如果您发现任何错误，请告诉我!

public static IEnumerable<Byte> ReadPacked7BitInts(IEnumerator<Byte> inputBytes) {

    Int32 bi = 0; // bit-index

    if( !inputBytes.MoveNext() ) yield break;
    Byte b0 = inputBytes.Current;

    while( true ) {
        if( bi == 0 ) yield return b0 & 0x7F;
        if( bi == 1 ) yield return (b0 >> 1) & 0x7F;
        else {
            // Read another byte
            if( !inputBytes.MoveNext() ) yield break;
            Byte b1 = inputBytes.Current;
            UInt16 value = (UInt16)b0 | ((UInt16)b1 << 8);

            yield return ( value >> bi ) & 0x7F;
        }

        bi = (bi + 7) % 8;
    }
}