math - 计算 n 字节对齐所需的填充

Question

假设我有一个数据集合（例如：字符串），这些数据必须存储在一个二进制文件中，以便每个字符串都是 4 字节对齐的。

因此，如果我有一个长度为 11 的字符串，它将被填充为 12（带有空字节）。
如果我有一个长度为 24 的字符串，则不需要填充。
如果我的字符串长度为 6，它将被填充为 8 个字节。

如何计算单个表达式中所需的填充量？

我试过4 - (string_length % 4)了，但是当我的字符串长度是 4 的倍数时它失败了。

Answer 1

这看起来很奇怪，但给出了正确的答案：

(4 - (string_length % 4)) % 4

Answer 2

如果对齐是 2 的幂 (2,4,8,...)，则有一种更快的方法来计算填充。以下运行是因为二进制 & 类似于 % 的 2 的幂：%(2^x)并且&(2^x-1)对正数执行相同的操作。注意： & 将删除符号位，因此总是返回正模结果。

所以(4 - (string_length & 3)) & 3会做同样的事情(4 - (string_length % 4)) % 4。使用正模属性，这可以简化为 (-string_length) & 3！

如果您想将该结果添加到大小，您甚至可以进行更多优化：

padded_length = (string_length + 3) & ~3从语义上讲，这会将数字“四舍五入”到填充大小 4。

Answer 3

public static final int getByteAlignedIndex(final int pVariableDataIndex, final int pVariableDataLength, final int pByteAlignment) {
    return pVariableDataIndex + (pVariableDataLength & 0xFFFFFFFC) + ((((pVariableDataLength & 0b1)|((pVariableDataLength & 0b10) >> 1))) << 2);
}