Question

我的问题可能看起来有点业余，但我无法在任何地方找到答案。不久之前，Minecraft的一位开发人员谈到了如何在游戏中存储门（link）。他说他们用4位存储。 2表示方向，1表示上部或下部，1表示打开或关闭。这让我想到你是怎么做到的。您会看到存储一个字节，因为一个ASCII字符是一个字节。但是，你不能只将一些字符写入一个只有一点的文件，因为字符不能只用一个位存储，它们存储为一个字节。我知道有点表示为1或0.然而，将1或0写入文件将为您提供4个字节而不是单个位。那怎么办？

感谢。

Answer 1

这很可能是通过组合不同的二进制标志来完成的。为了能够给出清晰的解释，您必须了解数字如何按位表示。基本上，它就像十进制计数一样，唯一不同的是只有两个数字可用。下面是一个例子（二进制表示中的十进制数字0-16）。

Decimal     Binary

0           0
1           1
2           10
3           11
4           100
5           101
6           110
7           111
8           1000
9           1001
10          1010
11          1011
12          1100
13          1101
14          1110
15          1111
16          10000

这正是您的计算机存储数字的方式。你还必须得到一个关于逐位运算符的基本未知。假设您有两行8位，如下所示：

10101010
01011111

如果使用按位或运算符组合这两行 - “|” - 如果第1行的位x为1或第2行的位x为1，则输出的位x为1.因此，在我们的示例中，结果将如下所示：

11111111

逐位和运算符（＆amp;）检查第1行的位x是否为1且第2行的位x是否为1。在我们的例子中，这是输出：

00001010

逐位xor（异或）运算符（^）检查是否只有一行的位x为1。我们的输出看起来像这样：

11110101

基本上Minecraft的开发人员所做的是他们定义了一些标志。

// this is just an example, not Minecraft's actual code

public static final byte ORIENTATION_SOUTH = 0; // 00000000
public static final byte ORIENTATION_NORTH = 1; // 00000001
public static final byte ORIENTATION_WEST = 2;  // 00000010
public static final byte ORIENTATION_EAST = 3;  // 00000011

public static final byte PART_UPPER = 4;        // 00000100 - third bit is 1
public static final byte PART_LOWER = 0;        // 00000000 - third bit is 0

public static final byte STATE_OPEN = 8;        // 00001000 - fourth bit is 1
public static fianl byte STATE_CLOSED = 0;      // 00000000 - fourth bit is 0

因此，如果他们想要一个门的上部朝西并且打开的门状态，他们会这样写：

byte state = ORIENTATION_WEST | PART_UPPER | STATE_OPEN;

按位，它看起来像这样：

00000010 | (orientation)
00000100 | (part)
00001000   (open or closed)

然后最终会：

00001110 (west, upper part, open)

虽然只使用了字节的前4位，但正如你所说，你不能只保存位。很可能整个字节都被保存了。

Answer 2

你是对的，当你只需要存储一个位时就不能这样做：你必须保存至少一个字节。

但是，如果您有多个项目，每个项目少于一个字节，您可以在一个字节中打包多个项目。

以4位门为例，假设您要存储有关两扇门的信息。你需要8位，这是一个字节。您可以将第一个门保存在较低的四位中，将第二个门保存在较高的四位中。当您需要获取第一个门的状态时，通过应用twoDoorsInOneByte & 0x0F操作来屏蔽第二个门：它会剥离字节的较高部分。当你需要第二扇门时，使用向左移位将其位移动到位：(twoDoorsInOneByte >> 4) & 0x0F：它将高四位移动到高四位，并清除字节上半部分的位以防万一价值得到了扩大。

最后，在C中您还有另一种选择：您可以使用bit fields。当您希望将任意长度的元素打包成几个单词以节省空间时，这可能很有用。请注意，应该谨慎应用此技术，当节省相对较高，或者内存太稀疏时（例如，您正在为8位微控制器编写嵌入式代码）。

Answer 3

定义：

DOOR_UP = 0x01
DOOR_LEFT = 0x02
DOOR_BIG = 0x04
DOOR_SMALL = 0x08
DOOR_RED = 0x10
DOOR_BLUE = 0x20
DOOR_GREEN = 0x40

如果你需要左，小，绿门写

def door := DOOR_LEFT or DOOR_SMALL or DOOR_GREEN (Z** or some generic language)
byte door = DOOR_LEFT | DOOR_SMALL | DOOR_GREEN;  (C++)

检查门绿色“问”：

door & DOOR_GREEN

零意味着不是绿色。非零（实际上，DOOR_GREEN）表示绿门

增加：

你甚至可以在一个字节中打包0-7的两个数字。在ZX Spectrum（1982）中使用相同的思想来定义字符的颜色：

Xbbbfff (bbb - background color, fff - foreground color, X - for blink)

要在4上设置bkg color 5和fgd，请使用：

color = 5 << 3 | 4

要获得背景颜色：

( color >> 3 ) & mask(0x7) -> 5

如果每分钟制作游戏很重要。尽可能避免使用位操作：）

Answer 4

虽然他们说他们使用了4位，但我知道他们实际上是将信息存储在一个字节中（这很容易创建，因为字节是原始数据类型）。

我不相信可以直接存储一个位，但我想你想知道虽然他们说他们使用4位，但这些位存储在一个字节中。

Answer 5

几乎所有现代计算机都是字节可寻址的，这意味着你只能寻址（指向）一个字节的内存而不是更小的内存。所以在这种情况下，它们可能存储一个字节。为了得到他们关心的位，他们使用位操作来操作字节：

const int OPEN_CLOSE_BIT = 1 << 0;
const int UPPER_LOWER_BIT = 1 << 1;

byte doorByte = getByteFromSomewhere();

if (doorByte & UPPER_LOWER_BIT) {
    // the door is in some state
}

存储单个位

5 个答案: