c++ - 使用奇数位大小的 union

Question

我正在尝试构建 RTCM SC104 v3 消息。该标准仅要求使用最少的位数将数据传输到它可能定义的最大范围。所以为了加入数据，我打算使用 union 。但是如何将奇数大小的 union 体连接到以前的奇数大小的 union 体呢？例如，消息 1002 需要每个卫星 74 位。没有填充位，直到消息完成并包含 View 中 n 个卫星的所有数据。我可以只建立以前 union 的 union 吗？

 typedef union headerGPS
    {
    struct
    {
    unsigned int  msgNo    :12; // creates a 12 bit wide integral field
    unsigned int  baseID   :12; //base index number
    unsigned int  tow      :30; //time of measurement
    unsigned int  syncFlg  :1;  //1 if all GNSS readings same time
    unsigned int  no_gps   :5;  //number of gps readings
    unsigned int smoothInd :1;  //smoothing indicator
    unsigned int smoothInt :3;  //smoothing int rep
    } fields;
    unsigned char header[8];
} headerGPS;
typedef union data1002
{
    struct            //74 bits / 9.25 bytes per SV
    {
    INT8U      satID   :6;  //sat ID 6 bit
    INT8U      L1ind   :1;  //L1 indicator 1 bit set 1
    INT32U     L1range :24; //L1 psuedorange uint24
    int        diff    :20; //L1 phaserange - psuedorange int20
    INT8U      lockInd :7;  //L1 locktime indicator uint7
    INT8U      ambi    :8;  //L1 int ambiguity uint8
    INT8U      cnr     :8;  //L1 CNR uint8
    }fields;
    INT8U data[];
}data1002;

bool encode1002( int baseNumber, int gpsEpoch , int numberGpsSV, int numberGloSV, int  numberGalSV )
{
    std::string message1002;
    headerGPS h1002; //create header object
    h1002.fields.msgNo = 1002;
    h1002.fields.baseID = baseNumber;
    h1002.fields.tow = gpsEpoch;
    if(numberGloSV > 0 || numberGalSV > 0)
    {
        h1002.fields.syncFlg = 1;
    }
    else
   {
        h1002.fields.syncFlg = 0;
    }

    h1002.fields.no_gps = numberGpsSV;
    h1002.fields.smoothInd = 0;
    h1002.fields.smoothInt = 0;
    for(int n=0; n<8; n++)
    {
        message1002 += h1002.header[n];
    }//1002 header is complete







return true;
}

好的，所以我正在尝试设置一个位集来准备要发送的数据。我正在使用这种 staement 以所需的顺序填充位集，而无需添加额外的填充位。这是在“for”语句和“if channel data good”语句中。

for(varPos = 0; varPos < 6; varPos ++) //start on 0, end on 5
        {
            data_1002.set(bitPos,datastream[baseNumber].channel[n].satID & (1<<varPos)); //test bit
            bitPos++;
        }
        data_1002.set(bitPos,1);
        bitPos++;
        for(varPos = 0; varPos < 24; varPos ++) //start on 0, end on 5
        {
            data_1002.set(bitPos,codeRange & (1<<varPos)); //test bit
            bitPos++;
        }

我想将位集中的所有位值复制到字节数组，以使用以下命令发送 TCP/IP 端口:

int noBytes = (bitPos+7)/8; //number of data bytes to copy to array
if(noBytes <=0)
{
    noBytes = 0;
}
cout << "number of bytes to process=  " << noBytes <<endl;
cout <<"completed bitset size= " << bitPos << endl;

//convert bits to bytes

bitPos = 0;
int byteCount;
for (int w=0; w<noBytes; w++)  //bitPos/8 = number of bytes; w+8 because 8 bytes in header
{
    for(int q=0; q<8; q++)
    {
        if(data_1002.test(bitPos+q) == 1)
        {
            BUFFER[(w+8)] = BUFFER[(w+8)] | (1<<q);
        }
        else
        {
            BUFFER[(w+8)] = BUFFER[(w+8)] & (0xFF & (0<<q));
        }
    }
    bitPos = bitPos +8;
    byteCount = w+8;
}
cout << "bytecounter=  " << byteCount << endl;
cout<<"number btes processed plus header=  "<< noBytes+8 <<endl;
for(int w=0; w<noBytes+8; w++)
{
   output += BUFFER[w];
}

这看起来应该可以正常工作，但是如果我在编码过程中遗漏了一个错误，我将不胜感激任何帮助。还有没有更简单的方法可以将位集传输到字节数组中发送出去？我阅读并尝试在 stringstream 中插入一个位集，但它会将每个位作为 char 而不是位插入。

Answer 1

您写道，您希望通过创建另一个奇数结构的 union 来连接数据？这将导致 2 个奇数大小的结构引用相同的二进制数据。我想你想要的是追加，比如创建一个包含 2 个 union 的新结构；你想要的是将它们夹在一起而不用填充位？

奇数大小的位压缩结构将始终按字节、字或编译器选择的任何内容对齐。如果将其中两个放在另一个结构中，它们将被填充。你必须换一种方式。

那么，为什么不将所有声明打包到一个结构中呢？可能是因为您多次出现 headerGPS 和 data1002？如果是这样的话，一个解决方案可能是:(尽管我发现预处理器宏是一种 hack，但有时它是唯一的方法)。

#define headerGPS(n) \
        unsigned int  msgNo_##n    :12; \
        unsigned int  baseID_##n   :12; \
        unsigned int  tow_##n      :30; \
        unsigned int  syncFlg_##n  :1;  \
        unsigned int  no_gps_##n   :5;  \
        unsigned int smoothInd_##n :1;  \
        unsigned int smoothInt_##n :3

#define data1002(n) \
        INT8U      satID_##n   :6; \
        INT8U      L1ind_##n   :1; \
        INT32U     L1range_##n :24;\
        int        diff_##n    :20;\
        INT8U      lockInd_##n :7; \
        INT8U      ambi_##n    :8; \
        INT8U      cnr_##n     :8

union gpsdata {
    struct {
    headerGPS(1);
    data1002(1);
    data1002(2);
    };
    INT8U data[];
};

请注意附加运算符 ## 的用法，因此您可以添加唯一的扩展名，使名称变为 satID_1 和 satID_2。

虽然这个解决方案有点 hack，它可能会混淆您的 IDE 解析器；当我测试时，Eclipse 确实正确地为我建议了成员。