c++ - 如何将 4 个 2 位值合并为 1 个 8 位值？

Question

这段代码是我用来将 4 个 2 位值(无符号字符，但它们只包含 0-3 的值)组合成 1 个无符号字符值

unsigned char nibble = 0;

nibble = (nibble & 0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & 0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & 0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & 0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);

它为除 00 00 00 00 之外的所有内容生成不正确的值(它通常为 2 组不同的 2 位值生成相同的结果)。

我很困惑，因为上面的代码是对 this code 的编辑，这可以很好地将 2 个 4 位值组合成 1 个字节，那么为什么我的版本不能将 4 个 2 位值组合成 1 个字节？

char byte;
byte = (byte & 0xF0) | (nibble1 & 0xF); // write low quartet
byte = (byte & 0x0F) | ((nibble2 & 0xF) << 4); // write high quartet

我已经尝试将 0x03/0x0C/0x30/0xC0 更改为 0xC0/0x30/0x0C/0x03，仍然错误。将 & 0x03 更改为 & 0xC0 也是如此。

Answer 1

这是因为你每次都清除半字节中的位。

也就是说，当你这样说时:

nibble = (nibble & 0xC0)

你真正想说的是“放弃我到目前为止所做的所有工作，除了位置 3 和 4 的位”。

此代码(未经测试)可能会解决您的问题:

unsigned char nibble = 0;

nibble |= (output[i  ] & 0x03);
nibble |= (output[i+1] & 0x03) << 2;
nibble |= (output[i+2] & 0x03) << 4;
nibble |= (output[i+3] & 0x03) << 6;

如果 确实 output[i+x] 仅包含 [0,3] 范围内的值，那么您可以更改代码如下:

unsigned char nibble = 0;

assert(0<=output[i  ] && output[i  ]<=3)
nibble |= output[i  ];
assert(0<=output[i+1] && output[i+1]<=3)
nibble |= output[i+1] << 2;
assert(0<=output[i+2] && output[i+2]<=3)
nibble |= output[i+2] << 4;
assert(0<=output[i+3] && output[i+3]<=3)
nibble |= output[i+3] << 6;

当然，如果您真的，真的确定，可以删除断言。但您也可以保留它们，让编译器使用 NDEBUG 标志 (g++ -DNDEBUG mycode.cpp) 消除它们。参见 this question了解更多详情。