c++ - 二进制文件的位对齐读写

Question

我想从/向二进制文件读取和写入 n 位。例如，将接下来的 n 位读入一个整数或将接下来的 n 位读入一个字符。我需要数据位对齐而不是字节对齐。

是否有允许我这样做的 C++ 库？

当我使用 ostream/istream 时，我似乎仅限于使用字节对齐的数据。如果我希望我的数据被紧紧地打包，这还不够好。

Answer 1

当然，如果您自己进行位级访问，字节对齐访问就“足够好”了。:)

这是一个听起来像您想要的“位文件”库。我自己没有测试过这个，但它听起来相当简约。

Answer 2

您可以使用以下步骤从二进制文件中读取位。

1. 使用 mmap 将二进制数据文件映射到内存中。如果您的文件大小不是字节的倍数，那么您将在映射内存区域的末尾有填充位。填充位数可以是 1 到 7 之间的任何值。

2. 现在您可以使用位掩码从内存映射区域读取所需的位。请注意，您需要使用按位与操作。位掩码的值在 little-endian 和 big-endian 平台上会有所不同。因此，代码将不可移植，需要特别注意可移植性。

3. 此外，您可能还需要使用按位向右或向左旋转运算符。

您还可以将映射内存区域的一部分类型转换为具有位字段的 C++ 数据结构。在这里，我们需要指示编译器不要在 C++ 结构中使用填充来进行字节对齐。这可以使用“#PRAGMA PACK(1)”指令来实现。同样，具有位域的 C++ 结构不能在 little-endian 和 big-endian 平台之间移植。

上述方法的微小变化可用于将位写入二进制文件。