如何最好地处理 C# 中的位数据？

Question

我正在尝试实现包含不同数据的不同信号，并且我在 C# 中实现了各种数据类型以干净地管理数据（主要是结构，一些枚举）。大多数这些类型的大小都很奇怪，比如有些是 9 位或 3 位等。

我将它们实现为最接近的等效基本 C# 类型（大多数是 byte、ushort 或 short，还有一些 int 和 uint）。

在 C# 中处理此类数据类型的一般方法是什么？最后我不得不将所有位组合成一个字节数组，但我不确定如何组合它们。

我考虑过使用 BitConverter 获取每种类型的字节数组，并将所有数据作为布尔值放入 BitArray，然后我可以将其转换回字节数组。但是我似乎无法拆分字节数组。

另一种方法是移动我拥有的每个变量，但这似乎真的很脏。如果将来某个类型从 32 位更改为 31 位，那似乎很难更改。

这通常是如何完成的？有什么最佳做法吗？

基本上我想将不同大小的数据组合成一个字节数组。例如，将一个 3 位变量、一个 2 位布尔值和一个 11 位值打包成 2 个字节。

因为我将类型实现为 C# 类型，所以我可以做 BitArray arr = new BitArray(BitConverter.GetBytes((short)MyType))，但这会给我 16 位，而 MyType 可能只有 9 位。

Answer 1

My task is only to implement the data structures and the packing as binary data in C#

显式操作结构的内存布局：

使用StructLayout。通常，这仅适用于处理互操作或专门的内存约束。 examples/documentation 见 MSDN。请注意，如果您的数据不是字节对齐的，您的性能将会受到影响。

设计数据结构：

只需使用像 ASN.1 or Protobuf 这样的现有解决方案。专家已经解决了这个问题；利用他们的技能和知识。作为一个额外的好处，使用标准协议使第三方更容易实现自定义接口。