Java:如何创建一个方法来使用掩码从字节数组中提取整数的分割位

Question

在解码一些视频流标准时，我注意到很多情况下，整数值的位以 2-6 个字节的任何形式提供，但由保留位分隔，如下所示:

// Specification (16 bits)
// -----------------------
// Reserved         1  bit
// Value A [6-7]    2  bit
// Reserved         2  bit
// Value A [4-5]    2  bit
// Reserved         3  bit
// Value A [0-3]    4  bit
// Reserved         2  bit

例如，值 185(10111001 或 0xB9)将按如下方式存储在两个字节数组中:

01000110 00100100

我知道这很疯狂，但这就是这些人编码数据流的方式。可以使用以下位运算来提取

int w = 0;
w |= (0x60 & data[0]) >>> 5;  // extract the first 2 bits shifted to the front
w <<= 2;                      // bump them up 2 bits for the next section
w |= (0x06 & data[0]) >>> 1;  // extract the next 2 bits shifted to the front
w <<= 4;                      // bump them up 4 bits for the last section
w |= (0x3C & data[0]) >>> 2;  // extract the last 4 bits shifted to the front

// w now will equal 10111001 (185)

我希望能够做的是创建一个方法，该方法接受未确定长度的字节数组和一个表示位掩码的 Int，这些位构成我们试图从提供的规范中提取的值。像这样的事情

public static void testMethod() {

    byte[] data = new byte[] {0x46, 0x24}; // 01000110 00100100 
    int mask = 0x663C;                     // 01100110 00111100
    int x = readIntFromMaskedBytes(data, mask);

}

public static int readIntFromMaskedBytes(byte[] data, int mask) {
    int result = 0;

    // use the mask to extract the marks bits from each
    // byte and shift them appropriately to form an int

    return result;
}

我已经使用原始的“手动”方法完成了我正在从事的项目，但由于这些事件的数量之多及其复杂性，我对它的干净程度不满意。我很想提出一种更通用的方法来完成同样的事情。

不幸的是，当涉及到这种复杂的位移位时，我仍然是一个新手，我希望有人能够提供一些关于如何最好地实现这一点的建议或建议。

谢拉

注意 - 请原谅上面伪代码中的任何语法错误，它只是为了解释用例而设计的。

Answer 1

实际上，我倾向于认为内联掩码和移位方法(如果比伪代码实现得更干净一点)比尝试编写通用方法更好。对于经验丰富的低级位攻击代码开发人员来说，阅读掩码和移位代码应该不成问题。您所提议的通用方法的问题在于，它将显着降低效率......并且 JIT 编译器难以优化。

顺便说一句，这就是我编写代码的方式。

// extract and assemble xxxx from yyyy 
int w = ((0x003C & data[0]) >> 2) | 
        ((0x0600 & data[0]) >> 6) | 
        ((0x6000 & data[0]) >> 7);

编辑

I would still like to understand how such a generic approach could be coded though, as a learning exercise.

类似这样的事情:

public static int readIntFromMaskedBytes(int data, int mask) {
    int result = 0;
    int shift = 0;
    while (mask != 0) {
        if (mask & 1) {
            result |= (data & 1) << shift++;
        }
        data >>>= 1;
        mask >>>= 1;
    }
}

如您所见，最多需要 32 次循环迭代才能给出答案。对于您的示例，我认为这种方法比原始版本大约慢 10 倍。