读取字节数组中不同长度位字段的最简单方法是什么？

Question

我正在尝试读取一个二进制文件（一种图像格式），该文件使用不同大小的位字段来引用不同的颜色，并使用调色板的字典来执行此操作。例如。

Using the following palette:

0   -> #FFFFFF
10  -> #FF0000  
110 -> #FF00DC  
111 -> #FF5A0C

The binary data looks like this

0101101110101100010111

问题是，当我读取这个文件时，我得到一个 byte[] 并且我不知道如何用字节处理这些可变长度字段。主要问题是（使用上面的示例）在读取 byte[0] 时我得到 01011011，这样我就可以将部分数据转换为 #FFFFFF、#FF0000， #FF00DC 但我还剩下 00000011。

所以，问题是，我怎样才能将这个字节的剩余部分与下一个字节连接起来，以便我能够阅读完整的代码。例如

00000011 + 10101100 = 0000001110101100

并正常阅读。

Obs：我正在使用 c#

编辑：这是我为无损图像压缩而开发的一种格式

Answer 1

这是一个示例位 reader。这不是太有效，因为我返回最低位位置的读取位，然后移位以累积下一个字段。

首先，class 跟踪 byte[] 中的位和字节位置，returns 下一位。

public class BitPosition {
    int bytePos = 0;
    int bitPos = 0; // 0 - 7 only
    Byte[] data;

    public BitPosition(Byte[] src) => data = src;

    static byte[] byteBitMasks = new byte[] { 0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01 };
    public int ReadNextBit() {
        if (bytePos >= data.Length)
            throw new IndexOutOfRangeException("ReadNextBit");

        int bit = (data[bytePos] & byteBitMasks[bitPos]) == 0 ? 0 : 1;
        if (++bitPos > 7) {
            bitPos = 0;
            ++bytePos;
        }
        return bit;
    }
    public bool HasMoreData => bytePos < data.Length;
}

现在，class 描述压缩调色板中的每个条目：

public class ColorEntry {
    public byte marker;
    public int color;
    public int sizeInBits;
}

注意：如果您需要更大的标记，可以将byte替换为int或uint。如果您最多需要 64 位标记，则需要修改 ColorReader 以使用 uint64.

最后，ColorReader class 使用压缩调色板从 byte[] 读取颜色，BitPosition class:

public class ColorReader {
    BitPosition bp;

    public ColorReader(byte[] data) => bp = new BitPosition(data);

    static ColorEntry[] palette = new[] {
                new ColorEntry { marker = 0b0, color = 0xFFFFFF, sizeInBits = 1 },
                new ColorEntry { marker = 0b10, color = 0xFF0000, sizeInBits = 2 },
                new ColorEntry { marker = 0b110, color = 0xFF00DC, sizeInBits = 3 },
                new ColorEntry { marker = 0b111, color = 0xFF5A0C, sizeInBits = 3 },
            };

    public IEnumerable<ColorEntry> Colors() {
        while (bp.HasMoreData) {
            int bitsSoFar = 0;
            int numBits = 0;
            do {
                int nextBit = bp.ReadNextBit();
                ++numBits;
                bitsSoFar |= nextBit;

                var nextCE = palette.FirstOrDefault(ce => ce.sizeInBits == numBits && ce.marker == bitsSoFar);
                if (nextCE != null) {
                    yield return nextCE;
                    break;
                }
                else
                    bitsSoFar <<= 1;
            } while (true);
        }
    }
}

您可以像这样使用 class：

var data = new byte[] { 0b01011011, 0b10101100, 0b01011100 };
var cr = new ColorReader(data);
var ans = cr.Colors().Select(c => c.color).ToList();

读取字节数组中不同长度位字段的最简单方法是什么？

What is the easiest way to read different length bit fields in a byte array?

c#

logic

binaryfiles

bit