为什么在反转一个字节中的位时会得到以下输出?

时间:2009-03-09 19:47:53

标签: c# .net endianness

假设:

  

转换   byte []从Little Endian到Big   Endian意味着反转位的顺序   字节[]的每个字节。

假设这是正确的,我尝试了以下内容来理解这一点:

byte[] data = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 15, 24 };
byte[] inverted = ToBig(data);

var little = new BitArray(data);
var big = new BitArray(inverted);

int i = 1;

foreach (bool b in little)
{
    Console.Write(b ? "1" : "0");
    if (i == 8)
    {
        i = 0;
        Console.Write(" ");
    }
    i++;
}

Console.WriteLine();

i = 1;

foreach (bool b in big)
{
    Console.Write(b ? "1" : "0");
    if (i == 8)
    {
        i = 0;
        Console.Write(" ");
    }
    i++;
}

Console.WriteLine();

Console.WriteLine(BitConverter.ToString(data));
Console.WriteLine(BitConverter.ToString(ToBig(data)));

foreach (byte b in data)
{
    Console.Write("{0} ", b);
}

Console.WriteLine();

foreach (byte b in inverted)
{
    Console.Write("{0} ", b);
}

转换方法:

private static byte[] ToBig(byte[] data)
{
    byte[] inverted = new byte[data.Length];

    for (int i = 0; i < data.Length; i++)
    {
        var bits = new BitArray(new byte[] { data[i] });
        var invertedBits = new BitArray(bits.Count);

        int x = 0;

        for (int p = bits.Count - 1; p >= 0; p--)
        {
            invertedBits[x] = bits[p];
            x++;
        }

        invertedBits.CopyTo(inverted, i);
    }

    return inverted;
}

这个小应用程序的输出与我的预期不同:

00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00001111 00011000

00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00001111 00011000 

80-40-C0-20-A0-F0-18

01-02-03-04-05-0F-18

1 2 3 4 5 15 24 

1 2 3 4 5 15 24 

由于某种原因,数据保持不变,除非使用BitConverter打印。

我不理解什么?

更新

新代码产生以下输出:

10000000 01000000 11000000 00100000 10100000 11110000 00011000 

00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00001111 00011000 

01-02-03-04-05-0F-18

80-40-C0-20-A0-F0-18

1 2 3 4 5 15 24 

128 64 192 32 160 240 24 

但正如我现在被告知的那样,我的方法无论如何都是错误的,因为我应该反转字节 而不是位?

我正在使用的这位硬件开发人员告诉我要反转这些位,因为他无法读取数据。

我正在使用此

的上下文

使用它的应用程序并不适用于数字。

我应该将一串位保存到文件

1 =白色,0 =黑色。

它们表示位图256x64的像素。

字节0到字节31表示第一行像素 字节32到字节63第二行像素。

我有输出这些位的代码......但是开发人员在说 我他们的顺序错了......他说字节很好,但不是。

所以我感到困惑:p

4 个答案:

答案 0 :(得分:6)

没有。字节顺序是指字节的顺序,而不是位。大端系统首先存储最重要的字节,而小端系统首先存储最不重要的字节。一个字节内的位保持相同的顺序。

你的ToBig()函数正在返回原始数据而不是位交换数据。

答案 1 :(得分:2)

此时您的方法可能正确。字节序有不同的含义,它取决于硬件。

通常,它用于在计算平台之间进行转换。对于不同的芯片组,大多数CPU供应商(现在)使用相同的位排序,但字节排序不同。这意味着,如果您将一个2字节的int从一个系统传递到另一个系统,则只保留位,但交换字节1和2,即:

int somenumber -> byte[2]: somenumber[high],somenumber[low] ->  
byte[2]: somenumber[low],somenumber[high] -> int newNumber

但是,并非总是如此。有些硬件仍然使用倒BIT排序,所以你所拥有的可能是正确的。您需要信任您的硬件开发人员。或进一步研究。

我建议在维基百科上阅读这篇文章 - 始终是一个很好的信息来源:

http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness


你的ToBig方法有一个错误。

最后:

 invertedBits.CopyTo(data, i);
}

return data;

您需要将其更改为:

byte[] newData = new byte[data.Length];
invertedBits.CopyTo(newData, i);
}
return newData;

您正在重置输入数据,因此您将同时接收两个阵列。问题是数组是引用类型,因此您可以修改原始数据。

答案 2 :(得分:2)

正如greyfade已经说过的那样,字节顺序与位排序无关。

您的代码没有达到预期效果的原因是ToBig方法更改了您发送给它的数组。这意味着在调用方法之后,数组被反转,而datainverted只是指向同一数组的两个引用。

这是该方法的更正版本。

private static byte[] ToBig(byte[] data) {
   byte[] result = new byte[data.length];
   for (int i = 0; i < data.Length; i++) {
      var bits = new BitArray(new byte[] { data[i] });
      var invertedBits = new BitArray(bits.Count);
      int x = 0;
      for (int p = bits.Count - 1; p >= 0; p--) {
         invertedBits[x] = bits[p];
         x++;
      }
      invertedBits.CopyTo(result, i);
   }
   return result;
}

编辑:
这是一个改变字节数组的字节顺序的方法:

static byte[] ConvertEndianness(byte[] data, int wordSize) {
    if (data.Length % wordSize != 0) throw new ArgumentException("The data length does not divide into an even number of words.");
    byte[] result = new byte[data.Length];
    int offset = wordSize - 1;
    for (int i = 0; i < data.Length; i++) {
        result[i + offset] = data[i];
        offset -= 2;
        if (offset < -wordSize) {
            offset += wordSize * 2;
        }
    }
    return result;
}

示例:

byte[] data = { 1,2,3,4,5,6 };
byte[] inverted = ConvertEndianness(data, 2);
Console.WriteLine(BitConverter.ToString(inverted));

输出:

02-01-04-03-06-05

第二个参数是单词大小。由于字节顺序是单词中字节的顺序,因此您必须指定单词的大小。

编辑2:
这是一种更有效的反转位的方法:

static byte[] ReverseBits(byte[] data) {
    byte[] result = new byte[data.Length];
    for (int i = 0; i < data.Length; i++) {
        int b = data[i];
        int r = 0;
        for (int j = 0; j < 8; j++) {
            r <<= 1;
            r |= b & 1;
            b >>= 1;
        }
        result[i] = (byte)r;
    }
    return result;
}

答案 3 :(得分:0)

我看到的一个大问题是ToBig更改了传递给它的data[]数组的内容。

您在名为data的数组上调用ToBig,然后将结果分配给inverted,但由于您没有在ToBig中创建新数组,因此您修改了两个数组,然后继续将数组datainverted视为不同,而实际上并非如此。