如何从 32 位 R 整数中提取 4 位无符号整数？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何从 32 位 R 整数中提取 4 位无符号整数？

【英文标题】：How to extract 4 bit unsigned integer from 32 bit R integer?

【发布时间】：2020-10-25 09:29:57

【问题描述】：

我正在读取 R 中的二进制文件，需要读取 10 个字节，必须将其解释为 4 位无符号整数（每个字节 2 个，所以我猜是 0..15 范围内的 20 个值）。

根据我对文档的理解，这不能直接使用 readBin 完成，因为要读取的最小长度 1 表示 1 字节。

所以我认为我需要将数据读取为 1 字节整数并使用按位运算来获取 4 位整数。我发现这些值在 R 内部存储为 32 位整数，我发现 this explanation on SO 似乎描述了我想要做的事情。所以这是我对遵循建议的 R 函数的尝试：

#' @title Interprete bits start_index to stop_index of input int8 as unsigned integer.
uint8bits <- function(int8, start_index, stop_index) 
num_bits = stop_index - start_index + 1L;
bitmask = bitwShiftL((bitwShiftL(1L, num_bits) -1L), stop_index);
return(bitwShiftR(bitwAnd(int8, bitmask), start_index));

但是，它不能按预期工作，例如，要从读取值中取出两个数字（本例中为 255），我将调用该函数一次以提取位 1 到 4，然后再调用一次以提取位 5到 8 点：

value1 = uint8bits(255L, 1, 4); # I would expect 15, but the output is 120.
value2 = uint8bits(255L, 5, 8); # I would expect 15, but the output is 0.

我做错了什么？

【问题讨论】：

您的二进制文件是如何存储的？你能用另一种语言展示你想要什么吗？ readBin(<file>) 返回什么？

它们存储为小端，如果这就是你的意思。我认为它在链接线程中针对 C 进行了演示。 documentation for readbin is here，当我把它称为 val = readBin(myfilehandle, integer(), n=1, size=1, endian='little', signed = FALSE) 时，val 是一个 0..255 范围内的整数值。但是 R 在内部使用 32 位整数，所以它不存储为 8 位整数。

【参考方案1】：

我们可以使用packBits 函数来实现您的预​​期行为：

uint8.to.uint4 <- function(int8,start_index,stop_index)

  bits <- intToBits(int8)
  out <- packBits(c(bits[start_index:stop_index],
             rep(as.raw(0),32-(stop_index-start_index+1))),type="integer")
  return(out)


uint8.to.uint4(255L,1,4)
[1] 15

我们首先将integer转换为位向量，然后提取你喜欢的位并用0填充数字以实现整数（32位）的32位内部存储长度。然后我们可以使用packBits 函数转换回integer