java - Java中的位操作和输出

Question

如果您有二进制字符串（字面意思是仅包含 1 和 0 的字符串对象），您将如何将它们作为位输出到文件中？

这是我正在研究的文本压缩器；它仍然困扰着我，最终让它工作会很好。谢谢！

Answer 1

最简单的方法是简单地取 8 个连续字符，将它们转换为一个字节并输出该字节。如果您可以识别流的结尾，则在末尾用零填充，或者在文件的开头添加带有长度（以位为单位）的标头。

内部循环看起来像：

byte[] buffer = new byte[ ( string.length + 7 ) / 8 ];
for ( int i = 0; i < buffer.length; ++i ) {
   byte current = 0;
   for ( int j = 7; j >= 0; --j )
       if ( string[ i * 8 + j ] == '1' )
           current |= 1 << j;
   output( current );
}

您需要进行一些调整，但这是一般的想法。

Answer 2

如果你幸运的话，java.math.BigInteger 可以为你做所有事情。

String s = "11001010001010101110101001001110";
byte[] bytes = (new java.math.BigInteger(s, 2)).toByteArray();

这确实取决于您想要的字节顺序（大端）和右对齐（如果位数不是 8 的倍数），但之后修改数组可能比自己进行字符转换更简单.

Answer 3

public class BitOutputStream extends FilterOutputStream
{
    private int buffer   = 0;
    private int bitCount = 0;

    public BitOutputStream(OutputStream out)
    {
        super(out);
    }

    public void writeBits(int value, int numBits) throws IOException
    {
        while(numBits>0)
        {
            numBits--;
            int mix = ((value&1)<<bitCount++);
            buffer|=mix;
            value>>=1;
            if(bitCount==8)
                align8();
        }
    }

    @Override
    public void close() throws IOException
    {
        align8(); /* Flush any remaining partial bytes */
        super.close();
    }

    public void align8() throws IOException
    {
        if(bitCount > 0)
        {
            bitCount=0;
            write(buffer);
            buffer=0;
        }
    }
}

进而...

if (nextChar == '0')
{
    bos.writeBits(0, 1);
}
else
{
    bos.writeBits(1, 1);
}

Answer 4

假设 String 有 8 位的倍数，（否则您可以填充它），利用 Java 在 Integer.valueOf 方法中的内置解析来执行以下操作：

String s = "11001010001010101110101001001110";
byte[] data = new byte[s.length() / 8];
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
    data[i] = (byte) Integer.parseInt(s.substring(i * 8, (i + 1) * 8), 2);
}

然后你应该能够FileOutputStream非常简单地将字节写入。

另一方面，如果您寻求效率，您应该考虑不使用字符串来存储开始的位，而是直接在压缩器中构建字节。