PHP位域操作函数封装

每次用到了再写, 总觉得在干无用的事情, 这次, 写了一个比较通用的, 备份下来..也分享出来....有缺陷/不足请指正...

<?php /* +----------------------------------------------------------------------+ | 位域运算库函数 | +----------------------------------------------------------------------+ | 提供位域运算能力 | | 此lib提供的函数基于以下前提 | | 1. 所有偏移量都是从右向左计算 | | 2. 所有偏移量都从0开始,即0代表最右面的第一位 | +----------------------------------------------------------------------+ | authors: selfimpr <leiguoguo@yahoo.com.cn> | | blog: http://blog.youkuaiyun.com/lgg201 | +----------------------------------------------------------------------+ */ /** * 保留$target中从$offset开始的$limit位, 其余位置0 * @param int $target 操作数 * @param int $offset 偏移量 * @param int $limit 保留总位数 * @return int 计算结果 */ function bit_remain_range(&$target, $offset, $limit) { return $target &= (pow(2, $limit) - 1) << $offset; } /** * 将$target中从$offset开始的$limit位设置为0, 其余位不变 * @param int $target 操作数 * @param int $offset 偏移量 * @param int $limit 清理总位数 * @return int 计算结果 */ function bit_clear_range(&$target, $offset, $limit) { return $target &= ~ ((pow(2, $limit) - 1) << $offset); } /** * 将$target中的第$order位置为0 * @param int $target 操作数 * @param int $order 要操作的位的偏移量 * @return int 计算结果 */ function bit_clear_single(&$target, $order) { return bit_clear_range($target, $order, 1); } /** * 将$mask中的$offset起的$limit位合并到$target的对应位置 * @param int $target 操作数 * @param int $mask 要合并的值 * @param int $offset 偏移量 * @param int $limit 合并总位数 * @return int 计算结果 */ function bit_merge_range(&$target, $mask, $offset, $limit) { bit_remain_range($mask, $offset, $limit); bit_clear_range($target, $offset, $limit); return $target |= $mask; } /** * 将$mask的低$limit位合并到$target的$offset起的$limit位中 * @param int $target 操作数 * @param int $mask 要合并的值 * @param int $offset 偏移量 * @param int $limit 合并总位数 * @return int 计算结果 */ function bit_set_range(&$target, $mask, $offset, $limit) { bit_remain_range($mask, 0, $limit); return bit_merge_range($target, $mask << $offset, $offset, $limit); } /** * 设置$target的$order位为1 * @param int $target 操作数 * @param int $order 要操作的位 * @return int 计算结果 */ function bit_set_single(&$target, $order) { return bit_set_range($target, 1, $order, 1); } /** * 计算$target中从$offset起的$limit位值是否等于$value * @param int $target 操作数 * @param int $value 要比较的值 * @param int $offset 偏移量 * @param int $limit 总位数 * @return bool 比较结果(相等true) */ function bit_check_range($target, $value, $offset, $limit) { bit_remain_range($target, $offset, $limit); $target >>= $offset; return $target == $value; } /** * 检查$target的第$order位是否为1 * @param int $target 操作数 * @param int $order 要检查的位 * @return bool 比较结果(是1返回true) */ function bit_check_single($target, $order) { return (bool)bit_remain_range($target, $order, 1); }
下面是一个简单的单元测试

<?php /* +----------------------------------------------------------------------+ | 位域运算库函数单元测试 | +----------------------------------------------------------------------+ | 提供位域运算能力 | | 此lib提供的函数基于以下前提 | | 1. 所有偏移量都是从右向左计算 | | 2. 所有偏移量都从0开始,即0代表最右面的第一位 | +----------------------------------------------------------------------+ | authors: selfimpr <leiguoguo@yahoo.com.cn> | | blog: http://blog.youkuaiyun.com/lgg201 | +----------------------------------------------------------------------+ */ require dirname(__FILE__) . '/bit_lib.php'; function test_bit1($method) { $args = func_get_args(); $func = $args[0]; $target = $args[1]; $args = array_slice($args, 1); printf("%s:\n%032b\n%032b\n\n", "$func(" . implode(', ', $args) . ")", $target, call_user_func_array($func, $args)); } function test_bit2($method) { $args = func_get_args(); $func = $args[0]; $target = $args[1]; $mask = $args[2]; $args = array_slice($args, 1); printf("%s:\n%032b\n%032b\n%032b\n\n", "$func(" . implode(', ', $args) . ")", $target, $mask, call_user_func_array($func, $args)); } function test_bit3($method) { $args = func_get_args(); $func = $args[0]; $target = $args[1]; $args = array_slice($args, 1); printf("%s:\n%032b\n%s\n\n", "$func(" . implode(', ', $args) . ")", $target, json_encode(call_user_func_array($func, $args))); } function test_bit4($method) { $args = func_get_args(); $func = $args[0]; $target = $args[1]; $mask = $args[2]; $args = array_slice($args, 1); printf("%s:\n%032b\n%032b\n%s\n\n", "$func(" . implode(', ', $args) . ")", $target, $mask, json_encode(call_user_func_array($func, $args))); } #由于bit_lib中函数定义了引用传参, 测试用例为了书写方便没有传递引用, 因此会有警告. error_reporting(E_ALL & ~E_WARNING); test_bit1('bit_remain_range', 0xFFFFFFFF, 4, 8); test_bit1('bit_clear_range', 0xFFFFFFFF, 4, 8); test_bit1('bit_clear_single', 0xFFFFFFFF, 4); test_bit2('bit_merge_range', 0xFF00FF00, 0xFFFFF0FF, 4, 8); test_bit2('bit_set_range', 0xFF00FF00, 0xFFFFF0FF, 4, 16); test_bit1('bit_set_single', 0xFF00FF00, 4); test_bit3('bit_check_single', 0xFF00FF00, 8); test_bit4('bit_check_range', 0xFF00FF00, 0xF0, 4, 8);


操作是一种在编程中对数据的二进制进行处理的技术,常用于嵌入式系统、网络协议解析、数据压缩等领。通过操作,可以高效地访问和修改数据的特定二进制,从而节省内存空间并提高程序的执行效率。 ### 的基本概念 在C/C++等语言中,(bit field)允许将结构体中的成员按来分配存储空间。例如,一个标志只需要1,而不是一个完整的字节。这种机制可以显著减少内存占用,尤其是在需要存储大量标志或状态信息时。 ```c struct { unsigned int flag1 : 1; // 1 unsigned int flag2 : 1; unsigned int value : 4; // 4 } bitField; ``` 在这个例子中,`flag1`和`flag2`各占1,而`value`占4,总共只需要6存储空间。编译器会自动将这些打包到最小的字节数中[^1]。 ### 操作的使用方法 #### 1. **设置(Set Bit)** 设置某一为1,可以使用按操作符(`|`)结合操作符(`<<`)来实现。 ```c unsigned int setBit(unsigned int num, int pos) { return num | (1 << pos); } ``` #### 2. **清除(Clear Bit)** 清除某一为0,可以使用按操作符(`&`)结合按操作符(`~`)和操作符。 ```c unsigned int clearBit(unsigned int num, int pos) { return num & ~(1 << pos); } ``` #### 3. **翻转(Toggle Bit)** 翻转某一的值,可以使用按异或操作符(`^`)。 ```c unsigned int toggleBit(unsigned int num, int pos) { return num ^ (1 << pos); } ``` #### 4. **检查(Check Bit)** 检查某一是否为1,可以使用按操作符。 ```c int isBitSet(unsigned int num, int pos) { return (num & (1 << pos)) != 0; } ``` ### 操作的示例 #### 示例 1:使用定义结构体 以下是一个典型的结构体定义,用于表示一个简单的状态寄存器: ```c #include <stdio.h> struct StatusRegister { unsigned int error : 1; // 1,表示是否有错误 unsigned int busy : 1; // 1,表示是否忙碌 unsigned int mode : 2; // 2,表示操作模式(0-3) unsigned int reserved : 4; // 4,保留 }; int main() { struct StatusRegister reg = {0}; reg.error = 1; reg.busy = 0; reg.mode = 2; printf("Error: %d\n", reg.error); printf("Busy: %d\n", reg.busy); printf("Mode: %d\n", reg.mode); return 0; } ``` 输出结果: ``` Error: 1 Busy: 0 Mode: 2 ``` 在这个示例中,`StatusRegister`结构体仅占用1 + 1 + 2 + 4 = 8(即1个字节),而如果使用普通的整数类型,则每个字段至少需要4个字节,总共需要16个字节[^1]。 #### 示例 2:使用运算操作 以下代码展示了如何使用运算来设置、清除、翻转和检查: ```c #include <stdio.h> unsigned int setBit(unsigned int num, int pos) { return num | (1 << pos); } unsigned int clearBit(unsigned int num, int pos) { return num & ~(1 << pos); } unsigned int toggleBit(unsigned int num, int pos) { return num ^ (1 << pos); } int isBitSet(unsigned int num, int pos) { return (num & (1 << pos)) != 0; } int main() { unsigned int value = 0; value = setBit(value, 3); // 设置第3 printf("After setting bit 3: %u\n", value); // 输出 8 value = clearBit(value, 3); // 清除第3 printf("After clearing bit 3: %u\n", value); // 输出 0 value = toggleBit(value, 3); // 翻转第3 printf("After toggling bit 3: %u\n", value); // 输出 8 printf("Is bit 3 set? %d\n", isBitSet(value, 3)); // 输出 1 return 0; } ``` ### 操作的应用场景 1. **嵌入式系统**:在嵌入式系统中,硬件寄存器通常由多个标志组成,使用可以直接访问这些,简化对硬件的控制。 2. **协议解析**:在网络通信中,许多协议(如TCP/IP)的数据包头部包含多个字段,使用可以方便地解析这些字段。 3. **数据压缩**:在某些压缩算法中,需要将多个标志或小数值打包到一个字节中,以减少存储或传输的开销。 ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值