C# 使用“位”中的二进制运算构建整数值答案

【问题标题】：C# Building a Integer value with Binary operations from "Bits"C# 使用“位”中的二进制运算构建整数值
【发布时间】：2015-05-31 02:22:11
【问题描述】：

我有一个字节数组，实际上是这样的二进制值

byte[] buf = new byte[] { 0xF0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF };

二进制表示为1111 1110（0xFF = 0, 0xF0= 1）。

需要从中构建的整数或字节的值是0xFE (254)。

我曾考虑将buf 转换为1s 和0s 的字符串，然后再转换为整数，但必须存在更优雅的方法来通过二进制操作完成此操作。

已知可以完美执行此操作的 Pascal 代码是（使用字符串）：

  if NumberOfBytes > 0  then begin    // there was a response
     for c := Length(Str) downto 1 do begin
        Ch := Str[c];
        if (ord(ch) AND 2) = 0 then begin
           Sin := Sin + '0';
        end else begin
           Sin := Sin + '1';
        end;
        INC(Teller);
        if (Teller mod 8) = 0 then begin
            N := BinaryStrToByte(Sin);
            Edit2.Text := Edit2.Text + ByteHex(N) + ' ' ;
            Sin := '';
        end;
     end;

还有由于行为上的一些差异而似乎无法移植到 C# 的 C 代码：

for(bytes = 0; bytes < len; bytes++)
 {
   newByte=0;
   for(bits=0; bits<8; bits++)
   {
     newByte >>= 1;
    if(inBuf[0]==0xff) 
    {
      newByte |= 0x80;
    }
   }
   pBuf[bytes]=newByte;
 }

我想有效地循环遍历我的原始数组，然后将真正的二进制 0 或 1 放入 int 或 byte，这取决于我是否有 0xF0 或 0xFF 值当前位置。

【问题讨论】：

看看BitConverter-class。
呃——你说 "二进制表示是 1111 1110 (FF = 0, F0= 1)" 这很令人困惑。你的意思是说：“二进制表示是 1111 1111 1111 1110（其中第一个和第二个字节已交换，因此 x'FF' 值为 position = 0，而 x'F0' 为位置 = 1)" ???
您是否要求人们为您编写代码？您的问题是什么？
是的，听起来确实令人困惑，但我正在与之通信的硬件通过串行端口将二进制数据返回给我，FF 表示 0，F0 表示 1，我必须将其转换为真正的二进制值首先，然后我可以使用 BitConverter 来解析它...
@EricLippert 我的问题是：我想有效地循环遍历我的原始数组，然后将真正的二进制 0 或 1 放入 Integer 或 byte 中，这取决于我是否有 F0 或 FF 值当前位置。

标签： c# binary integer-arithmetic

【解决方案1】：

这可能会奏效：

public static void Main()
{
    byte[] buf = new byte[] { 0xF0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF };
    byte result = 0;
    foreach(var b in buf.Reverse())
    {
        result <<= 1;
        if(b == 0xFF) result |= 1;
    }
    Console.WriteLine(result);
}

【讨论】：

也许您可以将result = (byte)(result << 1); 替换为result <<= 1;，这样可以节省转换并使其更具可读性。
这 100% 有效，我仍然无法理解为什么 C 示例不想在 C# 的直接端口中完成其工作。非常干净的解决方案:)
@NxtLevel：问题可能出在inBuf[0]，这里你总是取第一个元素。你确定例如 C 代码不会增加指针吗？

【解决方案2】：

一种具有最少分支（和 LINQ 调用）的方法：

byte result = 0x00;
foreach(byte b in buf) {
    result >>= 0x01;
    byte bs = b;
    bs <<= 0x07;
    result |= bs;
}

此代码假设每个字节的最低有效位确定是否应添加0（在0xf0=1111 0000 的情况下）是1（在0xff=1111 1111 的情况下）。

Mono C# Interactive shell 中的演示：

csharp> byte[] buf = new byte[] { 0xF0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF };
csharp> byte result = 0x00;
csharp> foreach(byte b in buf) {
      >     result >>= 0x01;
      >     byte bs = b;
      >     bs <<= 0x07;
      >     result |= bs;
      > }
csharp> result.ToString("X");
"FE"

【讨论】：

【解决方案3】：

这里有一个更通用的类似 LINQ 的解决方案：

将字节转换为位的方法（在这种情况下表示为布尔值）

public static IEnumerable<Boolean> BytesToBooleans(IEnumerable<Byte> bytes)
{
    if (bytes == null)
        throw new ArgumentNullException("bytes");

    return bytes
        .Select(b =>
            {
                if (b == 0xF0)
                    return false;
                if (b == 0xFF)
                    return true;
                throw new ArgumentException();
            });
}

将布尔值解释为从最低位开始的位的方法：

public static IEnumerable<Byte> BooleansAsBitsFromLowest(this IEnumerable<Boolean> bits)
{
    if (bits == null)
        throw new ArgumentNullException("bits");

    Int32 bitsInByte = 0;
    Byte curByte = 0;

    foreach (var bit in bits)
    {
        var mask = (Byte)(bit ?
            0x1 : 0x0);

        mask = (Byte)(mask << bitsInByte);

        curByte |= mask;
        bitsInByte++;

        if (bitsInByte == 8)
        {
            yield return curByte;
            curByte = 0;
            bitsInByte = 0;
        }
    }

    if (bitsInByte != 0)
        yield return curByte;
}

这是用法：

byte[] buf = new byte[] { 0xF0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF };

var bytesFromBits = BytesToBooleans(buf)
    .BooleansAsBitsFromLowest();

foreach (var resultingByte in bytesFromBits)
{
    Console.WriteLine(resultingByte.ToString("X2"));
}

【讨论】：