通过c#中的位掩码存储多个值

Question

我试图通过位掩码在32位int中存储四个独立的5位值(0-31)，但在正确设置值以及从用于存储的掩码int中获取单个值时遇到了问题。

有人能帮我吗？

编辑：

很抱歉有外部链接-这里有一些JavaScript演示了我试图实现的目标(但使用的是比特掩码而不是十进制代数)：

var s = 0;
var v = [31, 6, 23, 31];
//save values
s = v[0] + (v[1] * 32) + (v[2] * 1024) + (v[3] * 32768);
console.log(s);
//retrieve values
v[3] = parseInt(s / 32768);
v[2] = parseInt((s - (v[3] * 32768)) / 1024);
v[1] = parseInt((s - ((v[3] * 32768) + (v[2] * 1024))) / 32);
v[0] = parseInt(s - ((v[3] * 32768)+ (v[2] * 1024) + (v[1] * 32)));
console.log(v);
//modify values [1] and [2]
s = s - (v[1] * 32) + (9 * 32);
s = s - (v[2] * 1024) + (17 * 1024);
console.log(s);
//retrieve values
v[3] = parseInt(s / 32768);
v[2] = parseInt((s - (v[3] * 32768)) / 1024);
v[1] = parseInt((s - ((v[3] * 32768) + (v[2] * 1024))) / 32);
v[0] = parseInt(s - ((v[3] * 32768)+ (v[2] * 1024) + (v[1] * 32)));
console.log(v);

输出：

1039583
[31, 6, 23, 31]
1033535
[31, 9, 17, 31]

编辑：

多亏了Peter Duniho，我能够使用内置的掩码来保存32位整数中6个5位值的一些操作：

uint Get_5_In_32(uint storage, int index)
{
switch (index)
{
case 0:
return (storage & 0x0000001F);
case 1:
return (storage & 0x000003E0) >> 5;
case 2:
return (storage & 0x00007C00) >> 10;
case 3:
return (storage & 0x000F8000) >> 15;
case 4:
return (storage & 0x01F00000) >> 20;
case 5:
return (storage & 0x3E000000) >> 25;
default:
return (0);
}
}
uint Set_5_In_32(uint storage, uint value, int index)
{
if (value > 31) {  value = 31; }
switch (index)
{
case 0:
return (storage & 0xFFFFFFE0) | value;
case 1:
return (storage & 0xFFFFFC1F) | (value << 5);
case 2:
return (storage & 0xFFFF83FF) | (value << 10);
case 3:
return (storage & 0xFFF07FFF) | (value << 15);
case 4:
return (storage & 0xFE0FFFFF) | (value << 20);
case 5:
return (storage & 0xC1FFFFFF) | (value << 25);
default:
return (0);
}
}

以及Set函数的byref版本，用于更少的分配：

void Set_5_In_32(ref uint storage, uint value, int index)
{
if (value > 31) {  value = 31; }
switch (index)
{
case 0:
storage &= 0xFFFFFFE0;
storage |= value;
break;
case 1:
storage &= 0xFFFFFC1F;
storage |= (value << 5);
break;
case 2:
storage &= 0xFFFF83FF;
storage |= (value << 10);
break;
case 3:
storage &= 0xFFF07FFF;
storage |= (value << 15);
break;
case 4:
storage &= 0xFE0FFFFF;
storage |= (value << 20);
break;
case 5:
storage &= 0xC1FFFFFF;
storage |= (value << 25);
break;
}
}

Answer 1

如果没有更具体的问题，特别是你展示了迄今为止的代码，并解释了你在方面遇到的问题，很难确切知道最好的答案是什么

也就是说，这里有几个示例方法可以让你指向正确的方向：

// Stores the given value in storage at the given index
int Set(int storage, int value, int index)
{
int shiftCount = index * 5,
mask = 0x1f << shiftCount;
return (storage & ~mask) | (value << shiftCount);
}
// Retrieves the value stored in storage at the given index
int Get(int storage, int index)
{
int shiftCount = index * 5,
mask = 0x1f << shiftCount;
return (storage & mask) >> shiftCount;
}

上面的Set()方法取storage中的当前值，清除要存储五位值的位范围中的所有位，然后使用|运算符存储该五位值，首先将该值的位移到正确的位置。

Get()方法执行相反的操作。它屏蔽(清除)存储值的位范围中的所有位而不是，然后在返回该结果之前将存储的位向下移位到int的最低有效位五位。

注：

• 以上是针对您提出的问题。它可以很容易地通过封装在一个类中进行推广，在该类中，可以在初始化时配置比特计数，并且掩码是基于该比特计数而不是硬编码生成的
• 上面的代码中没有错误检查。在生产代码版本中，最好验证传递给Set()方法的value实际上适合五位(即小于0x20)

编辑：

下面是一个简单的控制台程序，它演示了上面的使用，以及您的示例数据：

static void Main(string[] args)
{
int[] array = { 31, 6, 23, 31 };
int storage = 0;
storage = ArrayToStorage(array, storage);
Console.WriteLine(storage);
LogArray(array);
storage = Set(storage, 9, 1);
storage = Set(storage, 17, 2);
StorageToArray(array, storage);
Console.WriteLine(storage);
LogArray(array);
}
static int ArrayToStorage(int[] array, int storage)
{
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
storage = Set(storage, array[i], i);
}
return storage;
}
static void StorageToArray(int[] array, int storage)
{
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
array[i] = Get(storage, i);
}
}
static void LogArray(int[] array)
{
Console.WriteLine("[" + string.Join(", ", array) + "]");
}
// Stores the given value in storage at the given index
static int Set(int storage, int value, int index)
{
int shiftCount = index * 5,
mask = 0x1f << shiftCount;
return (storage & ~mask) | (value << shiftCount);
}
// Retrieves the value stored in storage at the given index
static int Get(int storage, int index)
{
int shiftCount = index * 5,
mask = 0x1f << shiftCount;
return (storage & mask) >> shiftCount;
}