BitArray类的使用--（转换二进制数的内部实现过程）

Posted 2020-10-24 上清风

BitArray类用来处理位集合。

它和ArrayList十分类似，可以动态调整大小，可以在需要的时候添加二进制位而不用担心数组越界的问题。（所以本质它也是集合里套一个数组，可能是线性数组）

什么是位集合？

----位集合是可以用来有效表示Boolean值的集合。注意：表示True/False的集合，不是0、1集合。

 

另：

对常规数的二进制的显示或存储（如1）：

0 0 0 0 0 0 0 1

而对于在BitArray里的存储，它是如下格式：

True False False False False False False False

它的顺序是相反的，而且用布尔值很难便捷读懂，但实际上，我们应当把数值当作1和0这样直观的显示出来，并且顺序也要进行处理！

解决方法：

BitArray里显示的格式是逆序的，并且每一位都用布尔值显示，我们无法改变BitArray类所用的内部代码，但我们可以编写外部代码，使它能够更加友好的便于理解的常规的方式显示出来。

举例

使用BitArray的其中一种构造方法：

 

BitArray(Byte[])

初始化 BitArray 的新实例，该实例包含从指定的字节数组复制的位值。位格式

 

下面创建一个字节数组，里面包含5个字节型的数值：1和2和3和4和5

 1 using System;
 2 using System.Collections;
 3 using System.Collections.Generic;
 4 using System.Linq;
 5 using System.Text;
 6 using System.Threading.Tasks;
 7 
 8 namespace 二进制数
 9 {
10     class BinNumber
11     {
12         static void Main(string[] args)
13         {
14             int bits;
15             string[] binNumber = new string[8];//
16             int binary;
17             byte[] ByteSet = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5 };//定义一个字节型数组，存5个字节型数值：1,2,3,4,5,6
18             BitArray BitSet = new BitArray(ByteSet);//这里一定要注意，这里的每一个字节型数值是以位的形式、每一位用Boolean值、逆序存储在BitArray（1字节对应8位）
19             bits = 0;//bits是计数器，到8了就又归为初始值0；为的是方便知道操作完了一个字节型数值（1字节正好占8位）
20             binary = 7;//binary是二进制数组下标索引；初始值为7，这是因为BitArray里存储的数据和常规二进制数据的顺序是相反的
21             Console.WriteLine("BitSet里包含的元素数"+BitSet.Count);//40，因为数据在BitArray里是以位的形式存储的，5个字节型数值，一个字节占8位，所以共占40位！！！不是5！！！
22             for (int i = 0; i <= BitSet.Count - 1; i++)//遍历40个位，每个位存boolean值True/False
23             {
24                 Console.WriteLine("BitSet.Get("+i+")" + BitSet.Get(i));
25                 if (BitSet.Get(i) == true)
26                     binNumber[binary] = "1";//如果该位存储的true值，则转成1；
27                 else
28                     binNumber[binary] = "0";//如果该位存储的false值，则转成0；
29                 bits++;　　　　　　//计数+1
30                 binary--;　　　　//eg.第8位（下标7）存好，则将下标向左移1位存下一轮将位布尔值转成的二进制0/1
31 
32                 if ((bits % 8) == 0)//当计数器为8时，表示一个字节型的数值已经表示完全了
33                 {
34                     binary = 7;//将存储字节型数值的二进制形式的String型数组的下标归初始
35                     bits = 0;
36                     for(int j=0;j<=7;j++)
37                         Console.Write(binNumber[j]);
38                     Console.WriteLine();         
39                 }
40             }
41             Console.ReadKey();
42         }
43     }
44 }

　　利用Get方法 可以获取到存储在BitArray里的每一位的位值（True/False）。

Get(Int32)

获取 BitArray 中特定位置处的位值。

BitSet.Get(i)：i是整型参数，该方法的返回值是该位所存储的True或False的位值！！！

所以在获取到该位的位值时需要判断True or False,对True值就写入1，False值就写入0；这样就可以转换成常规的二进制形式0,1形式。


上面代码的执行结果图


其实用BitArray它已经把常规的数值按照二进制的位数存储，只是存的内容不是二进制的0,1；而是True ,False.要做的就是把顺序理好，把每一位的Boolean值改成0,1。

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另：取整型数组来试一试，整型数组是4字节，32位

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int bits = 0;
            int index = 31;
            string[] s = new string[32];
            int[] a = new int[] {2,3,2,7, 2147483647};
            BitArray BA = new BitArray(a);

            Console.WriteLine("BA的大小:" + BA.Count);

            for(int i=0;i<BA.Count;i++)
            {
               Boolean b = BA.Get(i);
               if (b == true)
                   s[index] = "1";
               else
                   s[index] = "0";
               bits++;
               index--;
               if (bits % 32 == 0)
               {
                   bits = 0;
                   index = 31;
                   for (int j = 0; j <=31; j++)
                       Console.Write(s[j]);
                   Console.WriteLine();
               }

            }
            Console.ReadKey();
         }
    }
}

 附：BitArray相关API
https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.collections.bitarray.aspx