如何将位转换为字节？答案

【问题标题】：How can I convert bits to bytes?如何将位转换为字节？
【发布时间】：2010-10-17 16:44:28
【问题描述】：

我有一个代表位的 128 个布尔值数组。如何将这些 128 位表示形式转换为 16 字节？

例子：

我有一个如下所示的数组：

0110001100110000100010111011001011010011010001010001101101001100
1000010000000000001000111111111101000011111001111011111011111001

（转换为 1 和 0 更简洁）

我需要将这些位转换为以下字节数组：

99 48 139 178 211 69 27 76 132 0 35 255 67 231 190 249

编辑：这似乎不起作用：

public byte[] ToByteArray() {
    int numBytes = Count / 8;

    if (_bits.Count % 8 != 0) numBytes++;

    byte[] bytes = new byte[numBytes];

    int byteIndex = 0, bitIndex = 0;

    for (int i = 0; i < _bits.Count; i++) {
        if (_bits[i])
            bytes[byteIndex] |= (byte)(1 << bitIndex);

        bitIndex++;
        if (bitIndex == 8) {
            bitIndex = 0;
            byteIndex++;
        }
    }

    return bytes;
}

它输出：

198 12 209 77 203 162 216 50 33 0 196 255 194 231 125 159

【问题讨论】：

您可以使用模 (%) 运算符消除“byteIndex”变量。字节[bitIndex % 8]
@arul，我怀疑你在考虑整数除法。必须在分配的右侧使用模数。 bytes[bitIndex / 8] |= (byte)(1 << (bitIndex % 8))

标签： c# bit-manipulation byte

【解决方案1】：

private static byte[] GetBytes(string bitString)
{
    byte[] result = Enumerable.Range(0, bitString.Length / 8).
        Select(pos => Convert.ToByte(
            bitString.Substring(pos * 8, 8),
            2)
        ).ToArray();

    List<byte> mahByteArray = new List<byte>();
    for (int i = result.Length - 1; i >= 0; i--)
    {
        mahByteArray.Add(result[i]);
    }

    return mahByteArray.ToArray();
}

private static String ToBitString(BitArray bits)
{
    var sb = new StringBuilder();

    for (int i = bits.Count - 1; i >= 0; i--)
    {
        char c = bits[i] ? '1' : '0';
        sb.Append(c);
    }

    return sb.ToString();
}

【讨论】：

【解决方案2】：

试试这个函数（写成扩展方法）。

public byte[] ToByteArray(this bool[] bits)
{
    var bytes = new byte[bits.Length / 8];
    for (int i = 0, j = 0; j < bits.Length; i++, j += 8)
    {
        // Create byte from bits where LSB is read first.
        for (int offset = 0; offset < 8; offset++)
            bytes[i] |= (bits[j + offset] << offset);
    }

    return bytes;
}

注意：如果位数（布尔值）不是 8 的倍数，它将失败，但根据您的问题判断，情况并非如此。只需要很小的修改就可以允许任何长度的位数组。

【讨论】：

你的意思是“bytes[i] |= (bits[j + offset]

【解决方案3】：

bool[] bools = ...
BitArray a = new BitArray(bools);
byte[] bytes = new byte[a.Length / 8];
a.CopyTo(bytes, 0);

编辑：实际上这也返回：

198 12 209 77 203 162 216 50 33 0 196 255 194 231 125 159

错误的字节顺序？无论如何我都会留下答案，以供参考。

编辑：您可以通过反转数组来使用 BitArray.CopyTo()，如下所示：

bool[] bools = ...
Array.Reverse(bools); // NOTE: this modifies your original array
BitArray a = new BitArray(bools);
byte[] bytes = new byte[a.Length / 8];
a.CopyTo(bytes, 0);
Array.Reverse(bytes);

【讨论】：

【解决方案4】：

代码将第一位视为单词的低位，因此您最终会反转每个单词。作为一个快速而肮脏的修复，试试这个：

bytes[byteIndex] |= (byte)(1 << (7-bitIndex));

将数组中的第一位放在第一个字节的最高位置，等等。

【讨论】：

【解决方案5】：

我不知道是否有自动的方法可以做到这一点，但你可以用一个简单的算法来做到这一点。

简单算法：

创建将用作输出缓冲区的字节数组，并将所有字节初始化为 0。此数组的大小应基于输入布尔数组的长度：ceil(bool_array_length / 8.0)
声明一个索引变量用作当前字节，并将其设置为 0。这会将索引保存在输出缓冲区中。
遍历输入布尔数组中的每个元素。
3.1。将数字 1 左移数组索引 mod 8。将此数字称为掩码。
3.2.将字节索引计算为数组 div 8 中的当前索引。
3.3.如果您有一个布尔值 true 值作为输入布尔数组中的当前索引，请使用您的当前字节和掩码执行 bitwise OR。

【讨论】：