设置数组的最后 N 位答案

【问题标题】：Setting last N bits in an array设置数组的最后 N 位
【发布时间】：2010-04-21 23:18:11
【问题描述】：

我相信这很简单，但是我有一个主要的心理障碍，所以我需要一点帮助！

我有一个由 5 个整数组成的数组，该数组已经填充了一些数据。我想将数组的最后 N bits 设置为随机噪声。

[int][int][int][int][int]

eg. set last 40 bits

[unchanged][unchanged][unchanged][24 bits of old data followed 8 bits of randomness][all random]

这在很大程度上与语言无关，但我正在使用 C# 工作，因此 C# 中的答案可以加分

【问题讨论】：

首先您必须定义 int 中的位顺序，无论是 MSB 还是 LSB 在前。
无论本机系统顺序是什么。即，它可能在不同的机器上有所不同，我希望能够处理它

标签： algorithm language-agnostic bit-manipulation bitfoo

【解决方案1】：

在C#中没有任何bit-fu：

BitArray ba = new BitArray (originalIntArray);
for (int i = startToReplaceFrom; i < endToReplaceTo; i++)
    ba.Set (i, randomValue);

【讨论】：

啊，当然是位数组！我在位 foo 中全力以赴，并没有想到明显的

【解决方案2】：

当你用随机数据异或任何数据时，结果是随机的，所以你可以这样做：

Random random = new Random();
x[x.Length - 2] ^= random.Next(1 << 8);
x[x.Length - 1] = random.Next(1 << 16);
x[x.Length - 1] ^= random.Next(1 << 16) << 16;

对于任何 N 的通用解决方案，您可以使用循环：

for (int i = 0; i < 40; ++i)
{
    x[x.Length - i / 32 - 1] ^= random.Next(2) << (i % 32);
}

请注意，这调用 random 的次数比必要的要多，但很简单。

【讨论】：

这只是我上面给出的具体示例的解决方案，而不是一般情况？除此之外，我不太明白你在最后一个案例中在做什么，为什么最后一个索引有两组随机性？
@Martin：先设置低16位，再设置高16位。
啊，因为如果你只使用随机的 32 位，由于 2s 补码，msb 永远不会被设置？
@Martin：是的，如果你使用 random.Next() 你只能得到 31 个随机位，因为它只保证正值。

【解决方案3】：

在伪 Python 中：

N        = 5   # array size
bits     = 40  # for instance
int_bits = 32  # bits in one integer

i = N
while bits > 0:
    value_bits  = min (bits, int_bits)
    bits       -= value_bits
    mask        = (1 << value_bits) - 1

    i -= 1
    array[i] ^= random () & mask

【讨论】：

@Martin：想想看，这取决于机器的终结性。你说的最后几位到底是什么意思？

【解决方案4】：

Int32 是 4 字节或 32 位。
所以你需要最后一个 int 和额外的 8 位。

int lastEightBitsMask = 0x000F + 1;
随机 rand = new Random();
arr[arr.Length - 1] = rand.Next();
arr[arr.Length - 2] ^= rand.Next(lastEightBitsMask);

说明：
最后一个元素的修改应该很清楚 - 如果您需要最后 40 位，则最后 32 位包含在其中。
其余 8 位的修改以 0x000F + 1 为界，因为 rand.Next 的参数是一个排他的上限，所以生成的随机数不会超过这个值。该数字的其余位将保持不变，因为 1^0 == 1 和 0^0 == 0。

【讨论】：