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値の配列はすべて0〜63の範囲内にあり、値に必要なのは6ビットのみであり、追加の2ビットを使用して次の値の最初の2ビットを格納できるため、4バイトごとに3にパックできると判断しました。すぐ。

switchステートメントとnextbit変数（デバイスのようなステートマシン）を使用してパッキングを実行し、開始ビットを追跡する前に、これを実行したことはありません。しかし、私は確信していますが、もっと良い方法があるはずです。

提案/手がかりをお願いしますが、私の楽しみを台無しにしないでください;-)

ビッグ/リトルエンディアンに関する移植性の問題はありますか？

ところで：もう一度解凍して入力と比較することで、このコードが機能していることを確認しました。そして、それは宿題ではなく、私が自分で設定した運動にすぎません。

/* build with gcc -std=c99 -Wconversion */
#define ASZ 400
typedef unsigned char uc_;
uc_ data[ASZ];
int i;
for (i = 0; i < ASZ; ++i) {
    data[i] = (uc_)(i % 0x40);
}
size_t dl = sizeof(data);
printf("sizeof(data):%z\n",dl);
float fpl = ((float)dl / 4.0f) * 3.0f;
size_t pl = (size_t)(fpl > (float)((int)fpl) ? fpl + 1 : fpl);
printf("length of packed data:%z\n",pl);

for (i = 0; i < dl; ++i)
    printf("%02d  ", data[i]);
printf("\n");

uc_ * packeddata = calloc(pl, sizeof(uc_));
uc_ * byte = packeddata;
uc_ nextbit = 1;
for (int i = 0; i < dl; ++i) {
    uc_ m = (uc_)(data[i] & 0x3f);
    switch(nextbit) {
    case 1:
        /* all 6 bits of m into first 6 bits of byte: */
        *byte = m;
        nextbit = 7;
        break;
    case 3:
        /* all 6 bits of m into last 6 bits of byte: */
        *byte++ = (uc_)(*byte | (m << 2));
        nextbit = 1;
        break;
    case 5:
        /* 1st 4 bits of m into last 4 bits of byte: */
        *byte++ = (uc_)(*byte | ((m & 0x0f) << 4));
        /* 5th and 6th bits of m into 1st and 2nd bits of byte: */
        *byte = (uc_)(*byte | ((m & 0x30) >> 4));
        nextbit = 3;
        break;
    case 7:
        /* 1st 2 bits of m into last 2 bits of byte: */
        *byte++ = (uc_)(*byte | ((m & 0x03) << 6));
        /* next (last) 4 bits of m into 1st 4 bits of byte: */
        *byte = (uc_)((m & 0x3c) >> 2);
        nextbit = 5;
        break;
    }
}
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5 に答える 5

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「 Base16、Base32、およびBase64データエンコーディング」については、IETFRFC4648を確認してください。

部分的なコード批評：

size_t dl = sizeof(data);
printf("sizeof(data):%d\n",dl);
float fpl = ((float)dl / 4.0f) * 3.0f;
size_t pl = (size_t)(fpl > (float)((int)fpl) ? fpl + 1 : fpl);
printf("length of packed data:%d\n",pl);

浮動小数点のものは使用しないでください。整数を使用してください。そして、'％z'を使用して'size_t'値を出力します-C99ライブラリがあると仮定します。

size_t pl = ((dl + 3) / 4) * 3;

部分的なユニットが残るまで3バイトの入力ユニットを処理し、その後、特殊なケースとして残りの1バイトまたは2バイトを処理することで、ループを単純化できると思います。参照されている標準では、最後に1つまたは2つの「=」記号を使用してパディングするように指示されていることに注意してください。

私はBase64エンコーダーとデコードを持っており、その一部を実行します。Base64の「デコード」部分（Base64コードには4バイトのデータがあり、3バイトだけに格納する必要があります）をパッキングコードとして説明しています。Base64エンコーダーは、必要なアンパッカーに対応しています。

Base-64デコーダー

注：base_64_invは、可能な入力バイト値ごとに1つずつ、256個の値の配列です。エンコードされたバイトごとに正しいデコード値を定義します。Base64エンコーディングでは、これはスパース配列（3/4ゼロ）です。同様に、base_64_mapは、値0..63と対応するストレージ値の間のマッピングです。

enum { DC_PAD = -1, DC_ERR = -2 };

static int decode_b64(int c)
{
    int b64 = base_64_inv[c];

    if (c == base64_pad)
        b64 = DC_PAD;
    else if (b64 == 0 && c != base_64_map[0])
        b64 = DC_ERR;
    return(b64);
}

/* Decode 4 bytes into 3 */
static int decode_quad(const char *b64_data, char *bin_data)
{
    int b0 = decode_b64(b64_data[0]);
    int b1 = decode_b64(b64_data[1]);
    int b2 = decode_b64(b64_data[2]);
    int b3 = decode_b64(b64_data[3]);
    int bytes;

    if (b0 < 0 || b1 < 0 || b2 == DC_ERR || b3 == DC_ERR || (b2 == DC_PAD && b3 != DC_PAD))
        return(B64_ERR_INVALID_ENCODED_DATA);
    if (b2 == DC_PAD && (b1 & 0x0F) != 0)
        /* 3rd byte is '='; 2nd byte must end with 4 zero bits */
        return(B64_ERR_INVALID_TRAILING_BYTE);
    if (b2 >= 0 && b3 == DC_PAD && (b2 & 0x03) != 0)
        /* 4th byte is '='; 3rd byte is not '=' and must end with 2 zero bits */
        return(B64_ERR_INVALID_TRAILING_BYTE);
    bin_data[0] = (b0 << 2) | (b1 >> 4);
    bytes = 1;
    if (b2 >= 0)
    {
        bin_data[1] = ((b1 & 0x0F) << 4) | (b2 >> 2);
        bytes = 2;
    }
    if (b3 >= 0)
    {
        bin_data[2] = ((b2 & 0x03) << 6) | (b3);
        bytes = 3;
    }
    return(bytes);
}

/* Decode input Base-64 string to original data.  Output length returned, or negative error */
int base64_decode(const char *data, size_t datalen, char *buffer, size_t buflen)
{
    size_t outlen = 0;
    if (datalen % 4 != 0)
        return(B64_ERR_INVALID_ENCODED_LENGTH);
    if (BASE64_DECLENGTH(datalen) > buflen)
        return(B64_ERR_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
    while (datalen >= 4)
    {
        int nbytes = decode_quad(data, buffer + outlen);
        if (nbytes < 0)
            return(nbytes);
        outlen += nbytes;
        data += 4;
        datalen -= 4;
    }
    assert(datalen == 0);   /* By virtue of the %4 check earlier */
    return(outlen);
}

Base-64エンコーダー

/* Encode 3 bytes of data into 4 */
static void encode_triplet(const char *triplet, char *quad)
{
    quad[0] = base_64_map[(triplet[0] >> 2) & 0x3F];
    quad[1] = base_64_map[((triplet[0] & 0x03) << 4) | ((triplet[1] >> 4) & 0x0F)];
    quad[2] = base_64_map[((triplet[1] & 0x0F) << 2) | ((triplet[2] >> 6) & 0x03)];
    quad[3] = base_64_map[triplet[2] & 0x3F];
}

/* Encode 2 bytes of data into 4 */
static void encode_doublet(const char *doublet, char *quad, char pad)
{
    quad[0] = base_64_map[(doublet[0] >> 2) & 0x3F];
    quad[1] = base_64_map[((doublet[0] & 0x03) << 4) | ((doublet[1] >> 4) & 0x0F)];
    quad[2] = base_64_map[((doublet[1] & 0x0F) << 2)];
    quad[3] = pad;
}

/* Encode 1 byte of data into 4 */
static void encode_singlet(const char *singlet, char *quad, char pad)
{
    quad[0] = base_64_map[(singlet[0] >> 2) & 0x3F];
    quad[1] = base_64_map[((singlet[0] & 0x03) << 4)];
    quad[2] = pad;
    quad[3] = pad;
}

/* Encode input data as Base-64 string.  Output length returned, or negative error */
static int base64_encode_internal(const char *data, size_t datalen, char *buffer, size_t buflen, char pad)
{
    size_t outlen = BASE64_ENCLENGTH(datalen);
    const char *bin_data = (const void *)data;
    char *b64_data = (void *)buffer;

    if (outlen > buflen)
        return(B64_ERR_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
    while (datalen >= 3)
    {
        encode_triplet(bin_data, b64_data);
        bin_data += 3;
        b64_data += 4;
        datalen -= 3;
    }
    b64_data[0] = '\0';

    if (datalen == 2)
        encode_doublet(bin_data, b64_data, pad);
    else if (datalen == 1)
        encode_singlet(bin_data, b64_data, pad);
    b64_data[4] = '\0';
    return((b64_data - buffer) + strlen(b64_data));
}

Base64エンコーディングにバリアントアルファベットを使用し、データをパディングしないように管理する製品を扱う必要があるため、生活が複雑になります。したがって、「pad」引数（「nullパディング」の場合はゼロ、標準の場合は「=」になります）パディング。「base_64_map」配列には、0..63の範囲の6ビット値に使用するアルファベットが含まれています。

于 2009-11-03T00:38:07.940 に答える
4

それで、これはちょっと似code-golfていますよね？

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

static void pack2(unsigned char *r, unsigned char *n) {
  unsigned v = n[0] + (n[1] << 6) + (n[2] << 12) + (n[3] << 18);
  *r++ = v;
  *r++ = v >> 8;
  *r++ = v >> 16;
}

unsigned char *apack(const unsigned char *s, int len) {
  unsigned char *s_end = s + len,
                *r, *result = malloc(len/4*3+3),
                lastones[4] = { 0 };
  if (result == NULL)
    return NULL;
  for(r = result; s + 4 <= s_end; s += 4, r += 3)
    pack2(r, s);
  memcpy(lastones, s, s_end - s);
  pack2(r, lastones);
  return result;
}
于 2009-11-03T01:26:24.097 に答える
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それを行うもう 1 つの簡単な方法は、ビット フィールドを使用することです。Cstruct構文のあまり知られていないコーナーの 1 つは、大きなフィールドです。次の構造があるとします。

struct packed_bytes {
    byte chunk1 : 6;
    byte chunk2 : 6;
    byte chunk3 : 6;
    byte chunk4 : 6;
};

chunk1これは、chunk2、chunk3、 およびchunk4が型を持つことを宣言しbyteますが、構造体で 6 ビットしか使用しません。その結果、sizeof(struct packed_bytes) == 3. 必要なのは、配列を取得して構造体にダンプするための小さな関数だけです。

void
dump_to_struct(byte *in, struct packed_bytes *out, int count)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < (count / 4); ++i) {
        out[i].chunk1 = in[i * 4];
        out[i].chunk2 = in[i * 4 + 1];
        out[i].chunk3 = in[i * 4 + 2];
        out[i].chunk4 = in[i * 4 + 3];
    }
    // Finish up
    switch(struct % 4) {
    case 3:
        out[count / 4].chunk3 = in[(count / 4) * 4 + 2];
    case 2:
        out[count / 4].chunk2 = in[(count / 4) * 4 + 1];
    case 1:
        out[count / 4].chunk1 = in[(count / 4) * 4];
    }
}

struct packed_bytesこれで、上記の構造体を使用して簡単に読み取ることができるの配列ができました。

于 2009-11-03T01:16:10.703 に答える
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DigitalRossのコンパクトなコード、Grizzlyの提案、そして私自身のコードの要素を取り入れて、私はついに私自身の答えを書きました。DigitalRossは実用的な答えを提供しますが、理解せずにそれを使用しても、何かを学ぶのと同じ満足感は得られませんでした。このため、私は元のコードに基づいて回答することを選択しました。

また、パックされたデータの長さの計算に浮動小数点演算を使用しないようにするためにJonathonLefflerが提供するアドバイスを無視することを選択しました。与えられた両方の推奨される方法-同じDigitalRossも使用し、パックされたデータの長さを最大3バイト増やします。確かにこれはそれほど多くはありませんが、浮動小数点演算を使用することで回避することもできます。

ここにコードがあります、批判は歓迎します：

/* built with gcc -std=c99 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

unsigned char *
pack(const unsigned char * data, size_t len, size_t * packedlen)
{
    float fpl = ((float)len / 4.0f) * 3.0f;
    *packedlen = (size_t)(fpl > (float)((int)fpl) ? fpl + 1 : fpl);
    unsigned char * packed = malloc(*packedlen);
    if (!packed)
        return 0;
    const unsigned char * in = data;
    const unsigned char * in_end = in + len;
    unsigned char * out;
    for (out = packed; in + 4 <= in_end; in += 4) {
        *out++ = in[0] | ((in[1] & 0x03) << 6);
        *out++ = ((in[1] & 0x3c) >> 2) | ((in[2] & 0x0f) << 4);
        *out++ = ((in[2] & 0x30) >> 4) | (in[3] << 2);
    }
    size_t lastlen = in_end - in;
    if (lastlen > 0) {
        *out = in[0];
        if (lastlen > 1) {
            *out++ |= ((in[1] & 0x03) << 6);
            *out = ((in[1] & 0x3c) >> 2);
            if (lastlen > 2) {
                *out++ |= ((in[2] & 0x0f) << 4);
                *out = ((in[2] & 0x30) >> 4);
                if (lastlen > 3)
                    *out |= (in[3] << 2);
            }
        }
    }
    return packed;
}

int main()
{
    size_t i;
    unsigned char data[] = {
        12, 15, 40, 18,
        26, 32, 50, 3,
        7,  19, 46, 10,
        25, 37, 2,  39,
        60, 59, 0,  17,
        9,  29, 13, 54,
        5,  6,  47, 32
    };
    size_t datalen = sizeof(data);
    printf("unpacked datalen: %td\nunpacked data\n", datalen);
    for (i = 0; i < datalen; ++i)
        printf("%02d  ", data[i]);
    printf("\n");
    size_t packedlen;
    unsigned char * packed = pack(data, sizeof(data), &packedlen);
    if (!packed) {
        fprintf(stderr, "Packing failed!\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    printf("packedlen: %td\npacked data\n", packedlen);
    for (i = 0; i < packedlen; ++i)
        printf("0x%02x ", packed[i]);
    printf("\n");
    free(packed);
    return EXIT_SUCCESS;
}
于 2009-11-08T01:09:44.420 に答える
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ステートマシンを使用する代わりに、現在のバイトですでに使用されているビット数のカウンターを使用するだけで、そこからシフトオフセットを直接導き出し、次のバイトにオーバーフローするかどうかを判断できます。エンディアンについて：単一のデータ型のみを使用している限り（つまり、異なるサイズの型へのポインターを再解釈しない限り（たとえばint* a =...;short* b=(short*) a;）、ほとんどの場合、エンディアンの問題は発生しません。

于 2009-11-03T00:47:12.103 に答える