从字符中提取位序列

Question

所以我有一个字符数组，如下所示 {h,e,l,l,o,o} 所以我首先需要将其转换为它的位表示，所以我要的是这个

h = 01101000
e = 01100101
l = 01101100
l = 01101100
o = 01101111
o = 01101111

我需要将所有这些位分成五个一组并将其保存到一个数组中所以例如所有这些字符的并集将是

011010000110010101101100011011000110111101101111

现在我把它分成五个一组，所以

01101 00001 10010 10110 11000 11011 00011 01111 01101 111

并且最后一个序列应该用零完成，所以它应该是 00111。注意：每组 5 位将用 header 完成，以便有 8 位。

所以我还没有意识到如何实现这个，因为我可以提取每个字符的 5 位并得到每个字符的二进制表示如下

 for (int i = 7; i >= 0; --i)
  {
     printf("%c", (c & (1 << i)) ? '1' : '0');
  }

问题是如何组合两个字符，所以如果我有两个字符 00000001 和 11111110，当我分成五组时，我将拥有字符第一部分的 5 位，而对于第二组，我将拥有 3 位来自最后一个字符和 2 来自第二个字符。我怎样才能进行这种组合并将所有这些组保存在一个数组中？

Answer 1

假设一个字节由 8 位组成（注意：C 标准不保证这一点），您必须遍历字符串并使用位操作来进行操作完成它：

>> n右移去掉n个最低位
<< n在最低位置注入n次0位
& 0x1f 仅保留最低 5 位并重置较高位
|合并高位和低位，当重叠位为0时

可以这样编码：

char s[]="helloo";

unsigned char last=0;          // remaining bits from previous iteration in high output part
size_t j=5;                    // number of high input bits to keep in the low output part 
unsigned char output=0; 
for (char *p=s; *p; p++) {     // iterate on the string 
    do {
        output = ((*p >> (8-j)) | last) & 0x1f;  // last high bits set followed by j bits shifted to lower part; only 5 bits are kept 
        printf ("%02x ",(unsigned)output);
        j += 5;                                  // take next block  
        last = (*p << (j%8)) & 0x1f;             // keep the ignored bits for next iteration 
    } while (j<8);                               // loop if second block to be extracted from current byte
    j -= 8;                                      
}
if (j)                                           // there are trailing bits to be output
   printf("%02x\n",(unsigned)last);

online demo

您的示例的显示结果将是（十六进制）：0d 01 12 16 18 1b 03 0f 0d 1c，它与您列出的 5 个位组中的每一个完全对应。请注意，如果最后一个块的长度不完全为 5 位，此代码会在最后一个块中添加 0 右填充（例如，此处最后 3 位被填充为 11100，即 0x1C 而不是 111，即 0x0B）

您可以轻松地调整此代码以将输出存储在缓冲区中而不是打印出来。唯一微妙的事情是预先计算输出的大小，它应该是原始大小的 8/5 倍，如果它不是 5 的倍数则增加 1，如果您希望添加终止符则再次增加 1。

Answer 2

下面是一些应该可以解决您的问题的代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char arr[6] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'o'};
    char charcode[9];
    char binarr[121] = "";
    char fives[24][5] = {{0}};
    int i, j, n, numchars, grouping = 0, numgroups = 0;

    /* Build binary string */
    printf("\nCharacter encodings:\n");
    for (j = 0; j < 6; j++) {
        for (i = 0, n = 7;  i < 8; i++, n--)
            charcode[i] = (arr[j] & (01 << n)) ? '1' : '0';
        charcode[8] = '[=10=]';
        printf("%c = %s\n", arr[j], charcode);
        strcat(binarr, charcode);
    }

    /* Break binary string into groups of 5 characters */
    numchars = strlen(binarr);
    j = 0;
    while (j < numchars) {
        i = 0;
        if ((numchars - j) < 5) {                 // add '0' padding
            for (i = 0; i < (5 - (numchars - j)); i++)
                fives[grouping][i] = '0';
        }
        while (i < 5) {                           // write binary digits
            fives[grouping][i] = binarr[j];
            ++i;
            ++j;
        }
        ++grouping;
        ++numgroups;
    }

    printf("\nConcatenated binary string:\n");
    printf("%s\n", binarr);

    printf("\nGroupings of five, with padded final grouping:\n");
    for (grouping = 0; grouping <= numgroups; grouping++) {
        for (i = 0; i < 5; i++)
            printf("%c", fives[grouping][i]);
        putchar(' ');
    }
    putchar('\n');

    return 0;
}

当你按原样运行时，输出是：

Character encodings:
h = 01101000
e = 01100101
l = 01101100
l = 01101100
o = 01101111
o = 01101111

Concatenated binary string:
011010000110010101101100011011000110111101101111

Groupings of five, with padded final grouping:
01101 00001 10010 10110 11000 11011 00011 01111 01101 00111

Answer 3

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

#define GROUP_SIZE 5

static int nextBit(void);
static int nextGroup(char *dest);

static char str[] = "helloo";

int main(void) {
    char bits[GROUP_SIZE + 1];
    int firstTime, nBits;

    firstTime = 1;
    while ((nBits = nextGroup(bits)) == GROUP_SIZE) {
        if (!firstTime) {
            (void) putchar(' ');
        }
        firstTime = 0;
        (void) printf("%s", bits);
    }
    if (nBits > 0) {
        if (!firstTime) {
            (void) putchar(' ');
        }
        while (nBits++ < GROUP_SIZE) {
            (void) putchar('0');
        }
        (void) printf("%s", bits);
    }
    (void) putchar('\n');
    return 0;
}

static int nextBit(void) {
    static int bitI = 0, charI = -1;

    if (--bitI < 0) {
        bitI = CHAR_BIT - 1;
        if (str[++charI] == '[=10=]') {
            return -1;
        }
    }
    return (str[charI] & (1 << bitI)) != 0 ? 1 : 0;
}

static int nextGroup(char *dest) {
    int bit, i;

    for (i = 0; i < GROUP_SIZE; ++i) {
        bit = nextBit();
        if (bit == -1) {
            break;
        }
        dest[i] = '0' + bit;
    }
    dest[i] = '[=10=]';
    return i;
}

从字符中提取位序列

Extract a bit sequence from a character

c

binary

ascii

bits

character