c - 用C写9位二进制数据

Question

我正在尝试写入不适合 8 位的文件二进制数据。据我了解，如果可以将其分组为 8、16、32,64 的预定义长度，则可以编写任意长度的二进制数据。有没有办法只将 9 位写入文件？还是两个 9 位的值？

我在 -+32768 范围内有一个值，在 +-256 范围内有 3 个值。节省大部分空间的方法是什么？

谢谢

Answer 1

不，我认为没有任何方法可以使用 C 的文件 I/O API:s 来表示存储少于 1char的数据，通常为 8 位。

如果您使用的是 9 位系统，而CHAR_BIT实际上是 9，那么这将是微不足道的。

如果您真正要问的是“我如何使用所需的精确位数存储一个范围有限的数字”，在一个可能更大的文件中，那么这当然是很有可能的。

这通常称为比特流，是优化用于某些信息的空间的好方法。编码/解码比特流格式要求您跟踪实际文件中当前输入/输出字节“消耗”了多少位。这有点复杂，但不是很难。

基本上，你需要：

• 字节流s，即您可以将字节放入的东西，例如FILE *.
• 位索引i，即一个无符号值，用于跟踪您发出了多少位。
• 一个当前字节x，可以放入位，每次递增i。当i达到时CHAR_BIT，将其写入s并重置i为零。

Answer 2

您也不能以 9 位存储 –256 到 +256 范围内的值。也就是513个值，9位只能区分512个值。

如果您的实际范围是 –32768 到 +32767 和 –256 到 +255，那么您可以使用位域将它们打包成一个结构：

struct MyStruct
{
    int a : 16;
    int b :  9;
    int c :  9;
    int d :  9;
};

像这样的对象仍然会被四舍五入到整数字节，所以上面的在典型系统上将有 6 个字节，因为它总共使用 43 位，而下一个 8 位字节的整数有 48 位。

您可以接受 43 位到 48 位的填充，或者在写入文件之前使用更复杂的代码进一步连接位。这需要额外的代码来将位组装成字节序列。很少值得付出努力，因为目前存储空间很便宜。

Answer 3

你可以应用 base64 的原理（只是扩大你的基地，而不是让它变小）。

每个值将被写入两个字节，并通过移位和或操作与最后一个/下一个字节组合。

我希望这个非常抽象的描述对您有所帮助。