在不浪费 space 的情况下，在字节数组上对小数值进行位掩码？

Question

我正在尝试扩展一点，将其扩展为涵盖打包到 byte[] 数据结构中的 5 位值。

我要实现的具体 objective 是使用 get/set 函数将总共 128 个 5 位 (0-31) 数值存储在一个 80 字节的数组中访问和操作数组中的值。

有人有这方面的经验吗？

编辑：

感谢 Guffa 在下面接受的答案中，这是他的 class 用于静态调用的内联版本：

byte Get_5_In_BA(ref byte[] storage, int index)
{
    int bigIndex = (index * 5) / 8;
    int smallIndex = (index * 5) % 8;
    if (smallIndex > 3)
    {
        return ((byte) (((storage[bigIndex] + (storage[bigIndex + 1] * 0x0100)) >> smallIndex) & 0x1F));
    }
    return ((byte) ((storage[bigIndex] >> smallIndex) & 0x1F));
}

void Set_5_In_BA(ref byte[] storage, int index, byte value)
{
    if (value > 31) { value = 31; }
    int bigIndex = (index * 5) / 8;
    int smallIndex = (index * 5) % 8;
    int mask = 0x1F << smallIndex;
    storage[bigIndex] = (byte) ((storage[bigIndex] & ~mask) | (value << smallIndex));
    if (smallIndex > 3)
    {
        storage[bigIndex + 1] = (byte) ((storage[bigIndex + 1] & ~(mask >> 8)) | (value >> (8 - smallIndex)));
    }
}

Answer 1

应该这样做：

public class FiveBit {

  private byte[] _data;

  public FiveBit(int len) {
    _data = new byte[(len * 5 + 7) / 8];
  }

  public int this[int index] {
    get {
      int i = index * 5 / 8;
      int ofs = index * 5 % 8;
      if (ofs > 3) {
        return ((_data[i] + _data[i + 1] * 256) >> ofs) & 31;
      } else {
        return (_data[i] >> ofs) & 31;
      }
    }
    set {
      int i = index * 5 / 8;
      int ofs = index * 5 % 8;
      int mask = 31 << ofs;
      _data[i] = (byte)((_data[i] & ~mask) | (value << ofs));
      if (ofs > 3) {
        _data[i + 1] = (byte)((_data[i + 1] & ~(mask >> 8)) | (value >> (8 - ofs)));
      }
    }
  }

}

注意：这没有经过全面测试，但我已经测试过我可以在其中放入 128 个随机 5 位值，并再次得到相同的值。您还应该在参数上添加一些范围检查以使代码更健壮，而且我没有过多考虑 class 名称，因此您肯定可以编写更好地描述它的内容。

在不浪费 space 的情况下，在字节数组上对小数值进行位掩码？

Bitmasking small numeric values over a byte array without wasting space in c#?

c#

bitmask

bit-masks