如何在八個布林值和一個位元組之間高效轉換？

將位元組合併並解碼為布林值

在某些程式設計場景中，有必要在位元層級操作二進位資料。其中一項任務涉及將八個布林值轉換為單一位元組，反之亦然。本文探討了完成此轉換的有效方法。

將布林值轉換為位元組

將布林值合併為位元組的最簡單方法是透過位元運算。每個布林值對應於位元組中的一個位元位置，“true”分配給“1”，“false”分配給“0”。透過根據布林值迭代地左移「1」並將其與累加結果進行「或」運算，可以建構一個位元組。此過程在以下函數中進行了範例：

unsigned char ToByte(bool b[8])
{
    unsigned char c = 0;
    for (int i=0; i < 8; ++i)
        if (b[i])
            c |= 1 << i;
    return c;
}

將位元組解碼為布林值

相反，將位元組解碼為單獨的布林值需要類似的迭代過程。透過右移位元組並將其與“1”遮罩進行比較，可以提取每個位元位置並為“1”分配一個布林值“true”，為“0”分配“false”。以下函數實現此過程：

void FromByte(unsigned char c, bool b[8])
{
    for (int i=0; i < 8; ++i)
        b[i] = (c & (1<<i)) != 0;
}

位域方法

另一種可能更優雅的方法是利用位元域和聯合。透過定義具有八個 1 位元欄位的結構，每個布林值都可以直接分配給相應的欄位。將此結構與 unsigned char 聯合起來可以輕鬆地在兩種資料類型之間進行轉換。這是透過以下程式碼片段實現的：

struct Bits
{
    unsigned b0:1, b1:1, b2:1, b3:1, b4:1, b5:1, b6:1, b7:1;
};

union CBits
{
    Bits bits;
    unsigned char byte;
};

透過將值分配給聯合體的任一成員，會自動執行轉換。然而，值得注意的是，位域順序和潛在填充可能會因實現而異。

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