如何将4位2位值合并为1 8位值？

Question

此代码用于将4个2位值(无符号字符，但它们只保存从0-3到1个无符号字符值)组合为1个无符号字符值。

unsigned char nibble = 0;

nibble = (nibble & 0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & 0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & 0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & 0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);

它为除00 00 00以外的所有事物产生一个不正确的值(它通常对2组不同的2位值产生相同的结果)。

我很困惑，因为上面的代码是this code的编辑，它可以很好地将2位值组合成1字节，那么为什么我的版本不将4位值组合成1字节呢？

char byte;
byte = (byte & 0xF0) | (nibble1 & 0xF); // write low quartet
byte = (byte & 0x0F) | ((nibble2 & 0xF) << 4); // write high quartet

我尝试过将0x03 / 0x0C / 0x30 / 0xC0更改为0xC0 / 0x30 / 0x0C / 0x03，但仍然错误。同样，将& 0x03更改为& 0xC0。

Answer 1

这是因为你每次都会清除咬碎的碎片。

也就是说，当你这样说：

nibble = (nibble & 0xC0)

你真正要说的是“扔掉我到目前为止所做的所有工作，除了第3和第4位置的部分”。

这段代码(未经测试)可能会解决您的问题：

unsigned char nibble = 0;

nibble |= (output[i  ] & 0x03);
nibble |= (output[i+1] & 0x03) << 2;
nibble |= (output[i+2] & 0x03) << 4;
nibble |= (output[i+3] & 0x03) << 6;

如果output[i+x]确实只在0、3范围内保存值，那么您可以如下所示修改代码：

unsigned char nibble = 0;

assert(0<=output[i  ] && output[i  ]<=3)
nibble |= output[i  ];
assert(0<=output[i+1] && output[i+1]<=3)
nibble |= output[i+1] << 2;
assert(0<=output[i+2] && output[i+2]<=3)
nibble |= output[i+2] << 4;
assert(0<=output[i+3] && output[i+3]<=3)
nibble |= output[i+3] << 6;

当然，如果你真的，真的很确定的话，这些断言可以被移除。但是，您也可以将它们保留在其中，并让编译器使用NDEBUG标志(g++ -DNDEBUG mycode.cpp)删除它们。有关更多细节，请参见this question。

Answer 2

这是因为在用新位填充nibble之前，您要用一个掩码过滤它，如果有什么不同的话，它所做的与它应该做的相反。

nibble = (nibble & 0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & 0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & 0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & 0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);
                   ^^^^ in here you preserve the bits
             you want to replace and zero out everything else

倒置这个面具会有效的：

nibble = (nibble & ~0x03) | (output[i] & 0x03);
nibble = (nibble & ~0x0C) | (output[i+1] & 0x03) << 2);
nibble = (nibble & ~0x30) | (output[i+2] & 0x03) << 4);
nibble = (nibble & ~0xC0) | (output[i+3] & 0x03) << 6);

但是，由于nibble已经以0的形式启动，所以您不需要这样做。就像在Richard's answer中那样填充比特即可。