如何在C++中实现按位存取

实现紧凑存取，不是按一个字节一个字节地存取，而是按位存取，本文就是介绍了如何在C++中实现按位存取,需要的朋友可以参考下

在我创业的一个项目中，为了节约网络带宽，因此在网络中传输数据需要实现紧凑存取，在国防，科研，航天，军工等多个领域其实也有类似的需求。

实现紧凑存取，不是按一个字节一个字节地存取，而是按位存取。比如一个字节，我们可以存储8个bool信息，废话少说，直接分享代码(备注：里面的代码算法值得优化)。

//以下为函数定义

1. /***********************************************************************/ 
2. /* 函数作用：从buffer读一个位 */ 
3. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
4. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
5. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
6. /* 参数retByte[out]：返回读取结果值 */ 
7. /* 返回：void */ 
8. /***********************************************************************/ 
9. void ReadOneBit( byte* pBuffer, int nStart, /* out */int& nEnd, /* out */ byte& retByte );  
10.  
11. /***********************************************************************/ 
12. /* 函数作用：从指定buffer里读任意一段位置数据 */ 
13. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
14. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
15. /* 参数btLength[in]：读取长度 */ 
16. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
17. /* 参数retData[out]：返回读取结果值，支持任意数据类型 */ 
18. /* 返回：void */ 
19. /***********************************************************************/ 
20. template<typename T>  
21. void ReadDataFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd, /* out */ T& retData );  
22.  
23. /***********************************************************************/ 
24. /* 函数作用：从指定buffer里读取一段字符串 */ 
25. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
26. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
27. /* 参数nCount[in]：字符串长度 */ 
28. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
29. /* 参数pRetData[out]：返回读取字符串结果 */ 
30. /* 返回：void */ 
31. /***********************************************************************/ 
32. void ReadStringFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd, /* out */char* pRetData );  
33.  
34.  
35.  
36. /***********************************************************************/ 
37. /* 函数作用：向buffer写一个位 */ 
38. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
39. /* 参数btData[in]：需要写入的值 */ 
40. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
41. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
42. /* 返回：void */ 
43. /***********************************************************************/ 
44. void WriteOneBit( byte* pBuffer, byte btData, int nStart, /* out */int& nEnd );  
45.  
46. /***********************************************************************/ 
47. /* 函数作用：向指定buffer里写入任意一段数据 */ 
48. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
49. /* 参数tData[in]：需要写入的数据，支持任意数据类型 */ 
50. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
51. /* 参数btLength[in]：读取长度 */ 
52. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
53. /* 返回：void */ 
54. /***********************************************************************/ 
55. template<typename T>  
56. void WriteDataToBuffer( byte* pBuffer, T tData, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd );  
57.  
58. /***********************************************************************/ 
59. /* 函数作用：向指定buffer里写取一段字符串 */ 
60. /* 参数pBuffer[in]：指定buffer */ 
61. /* 参数pchar[in]：需要写入的字符串 */ 
62. /* 参数nStart[in]：指定位置 */ 
63. /* 参数nCount[in]：字符串长度 */ 
64. /* 参数nEnd[out]：返回结束位置 */ 
65. /* 返回：void */ 
66. /***********************************************************************/ 
67. void WtriteStringToBuffer( byte* pBuffer, char* pchar, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd ); 

//以下为函数实现

1. void ReadOneBit( byte* pBuffer, int nStart, /* out */int& nEnd, /* out */ byte& retByte )  
2. {  
3. byte btData = pBuffer[nStart/8];  
4. btData = btData << nStart%8;  
5. retByte = btData >> 7;  
6. nEnd = nStart+1;  
7. }  
8.  
9. template<typename T>  
10. void ReadDataFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd, /* out */ T& retData )  
11. {  
12. //顺序读位  
13. retData = 0;  
14. if ( btLength > sizeof(T)*8 )  
15. return ;  
16.  
17. byte btData;  
18. T tData;  
19. while ( btLength-- )  
20. {  
21. ReadOneBit(pBuffer, nStart, nStart, btData);  
22. tData = btData << btLength;  
23. retData |= tData;  
24. }  
25.  
26. nEnd = nStart;  
27. }  
28.  
29. void ReadStringFromBuffer( byte* pBuffer, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd, /* out */char* pRetData )  
30. {  
31. for ( int nIndex=0; nIndex<nCount; nIndex++ )  
32. {  
33. ReadDataFromBuffer(pBuffer, nStart, 8, nStart, pRetData[nIndex]);  
34. }  
35. nEnd = nStart;  
36. }  
37.  
38.  
39. void WriteOneBit( byte* pBuffer, byte btData, int nStart, /* out */int& nEnd )  
40. {  
41. int nSet = nStart / 8;  
42. byte c = pBuffer[nSet];  
43. switch ( btData )  
44. {  
45. case 1:  
46. c |= ( 1 << (7- nStart % 8) );  
47. break;  
48. case 0:  
49. c &= ( ~(1 << (7- nStart % 8) ) );  
50. break;  
51. default:  
52. return;  
53. }  
54. pBuffer [nSet] = c;  
55. nEnd = nStart +1;  
56. }  
57.  
58.  
59.  
60. template<typename T>  
61. void WriteDataToBuffer( byte* pBuffer, T tData, int nStart, byte btLength, /* out */int& nEnd )  
62. {  
63. /* //大端机模式  
64. byte btDataLength = sizeof(T);  
65. if ( btLength > sizeof(T)*8 )  
66. return;  
67.  
68. int nDataStart = 0; //数据的第一位位置为0，顺序写入  
69. while ( btLength-- )  
70. {  
71. byte bitData;  
72. ReadOneBit((byte*)&tData, nDataStart, nDataStart, bitData);  
73. WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);  
74. }  
75.  
76. nEnd = nStart;  
77. */ 
78.  
79. //小端机模式：写buffer的时候，不能顺序写位  
80.  
81. //获得模版占用字节大小  
82. byte btDataLength = sizeof(T);  
83.  
84. //校验长度是否越界  
85. if ( btLength > sizeof(T)*8 )  
86. return;  
87.  
88. //将待写数据转为byte*  
89. byte* ptData = (byte*)&tData;  
90.  
91. //求模与余  
92. int nSet = btLength / 8;  
93. int nRin = btLength % 8;  
94.  
95. //定义字节数据与位数据  
96. byte bitData;  
97. byte byteData;  
98. int nTempEnd;  
99.  
100. //先写rin数据  
101. byteData = ptData[nSet];  
102. while ( nRin-- )  
103. {  
104. ReadOneBit(&byteData, 7-nRin, nTempEnd, bitData);  
105. WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);  
106. }  
107.  
108. //再写Set数据  
109. while ( nSet )  
110. {  
111. byteData = ptData[--nSet];  
112. //写一个byte  
113. int i=0;  
114. while ( i!=8 )  
115. {  
116. ReadOneBit(&byteData, i++, nTempEnd, bitData);  
117. WriteOneBit(pBuffer, bitData, nStart, nStart);  
118. }  
119. }  
120. nEnd = nStart;  
121.  
122. }  
123.  
124.  
125. void WtriteStringToBuffer( byte* pBuffer, char* pchar, int nStart, int nCount, /* out */int& nEnd )  
126. {  
127. for ( int nIndex=0; nIndex<nCount; nIndex++ )  
128. {  
129. WriteDataToBuffer(pBuffer, pchar[nIndex], nStart, 8, nStart);  
130. }  
131. nEnd = nStart;  
132. }  

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。