Java 迭代字节数组中的位

Posted 2023-02-18

【中文标题】Java 迭代字节数组中的位

【英文标题】：Java Iterate Bits in Byte Array

【发布时间】：2010-11-05 06:57:00

【问题描述】：

如何迭代字节数组中的位？

【问题讨论】：

你不能。至少不是直接的。你想做什么，也许有更好的方法。字节数组包含字节的集合。

再一次，我希望 java.util.BitSet 有一个 byte[] 构造函数。

可以的。我会投票给你 Jon Skeet 的方法。然而，在大多数情况下，当使用位时，有一些花哨的位运算符可以让您的任务执行得更快。如果您确切地告诉我们您要做什么，我们可能会帮助您找到比迭代位更好的方法。

我正在尝试解释 bittorrent 协议的位域消息，每个位代表一个片段的可用性。我需要迭代并确定哪个对等方有哪些可用的部分。

【参考方案1】：

您必须编写自己的 Iterable<Boolean> 实现，该实现采用一个字节数组，然后创建 Iterator<Boolean> 值，该值将当前索引记住到字节数组中和当前索引当前字节内。然后像这样的实用方法会派上用场：

private static Boolean isBitSet(byte b, int bit)

    return (b & (1 << bit)) != 0;

（其中bit 的范围从 0 到 7）。每次调用 next() 时，您都必须在当前字节内增加位索引，如果达到“第 9 位”，则在字节数组中增加字节索引。

这不是真的困难 - 但有点痛苦。如果您需要示例实现，请告诉我...

【参考方案2】：

您可以遍历字节数组，并为每个字节使用位运算符来遍历其位。

【参考方案3】：

原文：

for (int i = 0; i < byteArray.Length; i++)

   byte b = byteArray[i];
   byte mask = 0x01;
   for (int j = 0; j < 8; j++)
   
      bool value = b & mask;
      mask << 1;
   

或使用 Java 习语

for (byte b : byteArray ) 
  for ( int mask = 0x01; mask != 0x100; mask <<= 1 ) 
      boolean value = ( b & mask ) != 0;
  

【讨论】：

如果我不得不猜测的话，我会说 C#。

@Oscar：这是一个左移运算符。 Java 也有。

【参考方案4】：

我需要在我的应用程序中添加一些流。 Here 你可以找到我的 BitArray 实现。它不是真正的迭代器模式，但您可以以流的方式从数组中请求 1-32 位。文件后面还有一个称为 BitReader 的替代实现。

【参考方案5】：

另一种方法是使用像您可以找到 here 的 BitInputStream 并编写如下代码：

BitInputStream bin = new BitInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes));
    while(true)
        int bit = bin.readBit();
        // do something
    
bin.close();

（注意：为简洁起见，代码不包含 EOFException 或 IOException 处理。）

但我会选择 Jon Skeets 的变体并自己做。

【参考方案6】：

我知道，这可能不是“最酷”的方法，但您可以使用以下代码提取每一位。

    int n = 156;

String bin = Integer.toBinaryString(n);
System.out.println(bin);

char arr[] = bin.toCharArray();
for(int i = 0; i < arr.length; ++i) 
    System.out.println("Bit number " + (i + 1) + " = " + arr[i]);

10011100

位号 1 = 1

位号 2 = 0

位号 3 = 0

位号 4 = 1

位号 5 = 1

位号 6 = 1

位号 7 = 0

位号 8 = 0

【讨论】：

这很酷，因为它没有使用那些“可怕”的按位运算。

我认为没有必要将按位运算符用于像 OP 要求的那样简单的事情：遍历位。

如果它展示了如何从 byte 数组（而不是 String 或 char 数组）中提取位，这将更好地回答这个问题

【参考方案7】：

public class ByteArrayBitIterable implements Iterable<Boolean> 
    private final byte[] array;

    public ByteArrayBitIterable(byte[] array) 
        this.array = array;
    

    public Iterator<Boolean> iterator() 
        return new Iterator<Boolean>() 
            private int bitIndex = 0;
            private int arrayIndex = 0;

            public boolean hasNext() 
                return (arrayIndex < array.length) && (bitIndex < 8);
            

            public Boolean next() 
                Boolean val = (array[arrayIndex] >> (7 - bitIndex) & 1) == 1;
                bitIndex++;
                if (bitIndex == 8) 
                    bitIndex = 0;
                    arrayIndex++;
                
                return val;
            

            public void remove() 
                throw new UnsupportedOperationException();
            
        ;
    

    public static void main(String[] a) 
        ByteArrayBitIterable test = new ByteArrayBitIterable(
                   new byte[](byte)0xAA, (byte)0xAA);
        for (boolean b : test)
            System.out.println(b);
    

【参考方案8】：

或者，您可以为此使用BitSet：

byte[] bytes=...;
BitSet bitSet=BitSet.valueOf(bytes);
for(int i=0;i<bitSet.length();i++)
    boolean bit=bitSet.get(i);
    //use your bit