c++ - 使用C++解析二进制数据的长字符串

Question

我正在寻找如何解析长二进制数据的想法，例如:“10100011111000111001”
位:0-4是ID
5-15位是数据
等等等等
二进制数据结构可以更改，因此我需要建立一种数据库将如何存储数据以解析每个字符串。
插图(可能是200位):

想法如何执行呢？
谢谢
编辑
我在这里想念什么？

struct Bitfield {
uint16_t  a : 10 , b:6;};


void diag(){
uint16_t t= 61455;
struct Bitfield test = {t};

cout<<"a: "<<test.a<<endl;
cout<<"b: "<<test.b<<endl;

return;}

输出为:

a: 15
b: 0

Answer 1

可用选项
要管理一组较大的结构化位，您可以使用以下选项:

C++ bit-fields :您定义具有位域成员的结构。您可以根据需要拥有任意数量的成员，只要每个成员的位数不超过unsigned long long即可。
它非常易于使用；编译器为您管理对位或位组的访问。主要的不便之处在于位的布局取决于实现方式。因此，这不是编写以二进制格式交换数据的可移植代码的选项。

无符号整数类型的容器:您定义一个足够大的数组以容纳所有位，并使用逻辑运算的组合访问位或位组。
它要求二进制操作时要放心，并且如果将位组划分为连续的元素则不切实际。为了以一种便捷的方式与外界交换二进制格式的数据，您需要注意大小端架构之间的差异，或者使用uint8_t数组。

std::vector<bool> :使您可以完全灵活地管理位。主要约束是您需要分别寻址每个位。而且，没有data()成员可以直接访问二进制数据。

std::bitset :非常类似于vector<bool>来访问位。它在编译时具有固定的大小，但是提供了有用的功能，例如从字符串或流中以ascci格式读取和写入二进制文件5，从整数类型的二进制值转换以及对整个位集进行逻辑运算。

这些技术的组合

做出你的选择
为了以一种可移植的方式与外界通信，最简单的方法是使用位集。位集使用ascci'0'或'1'(或其任何替代形式)提供易于输入/输出/字符串转换的格式

bitset<msg_header_size> bh,bh2;
bitset<msg_body_size> bb,bb2;
cin>>bh>>bb;  // reads a string od ascii 0 and 1 
cout<<bh<<"-"<<bb<<endl<<endl;  // writes a string of ascii 0 and 1

您还可以将二进制数据转换为二进制数据(但可以是单个元素，其大小足以容纳位集大小):

bitset<8> b(static_cast<uint8_t>(c));
cout<<b<<endl; 
cout<<b.to_ulong()<<endl;  

对于读/写大集合，您需要读取小位集并使用逻辑运算符将它们聚合到更大的位集中。这似乎很耗时，实际上与您在积分容器中所做的非常接近，但是不必关心字节边界。
在您的情况下，使用固定大小的 header 和最大大小， bitset似乎是与外部世界交换二进制数据的不错选择(但是要小心，因为可变部分是正确的)。
为了处理数据内容，很容易访问特定的位，但是您必须使用一些逻辑运算(移位和)来访问位组。此外，如果您想要可读且可维护的代码，则最好抽象化位布局。
结论:
因此，我强烈建议在内部使用 一个位域结构来处理数据，并同时保持与原始数据 和相当的内存占用，使用位集只是为了从该结构转换为该结构/ 外部数据交换的目的。