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嵌入式編程中的高低位交換如何實(shí)現(xiàn)?

2023-08-28 10:05:13 來源:技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大

最近的協(xié)議中遇到字節(jié)高低位轉(zhuǎn)換的問題,于是偷懶上網(wǎng)查看,遇到類似的問題,也認(rèn)識(shí)一個(gè)新的名字,叫做蝶式交換。


(相關(guān)資料圖)

協(xié)議要求字節(jié)低位在左,高位在右,對(duì)每個(gè)字節(jié)做轉(zhuǎn)換處理,逐個(gè)交換其高低位,例如11010001,經(jīng)過0->7,1->6,2->5,3->4對(duì)應(yīng)位的交換,變成10001011。

這里就需要有位操作的知識(shí),參考位操作運(yùn)算有什么奇技淫巧?(附源碼)

這里我們以8位數(shù)據(jù)高低位轉(zhuǎn)換為例子:

1#include2 3unsignedcharhighAndLowShiftHEX(unsignedchardata); 4voidprintBin(intn); 5 6intmain(){ 7 8highAndLowShiftHEX(209); 9return0;10}1112unsignedcharhighAndLowShiftHEX(unsignedchardata)13{14unsignedchari;15unsignedchartmp=0x00;16for(i=0;i<8;i++)17{18tmp=((data>>i)&0x01)|tmp;19//printBin(tmp);20if(i<7)21tmp=tmp<<1;22}23printf("aftershiftdata:");24printBin(tmp);25returntmp;26}2728//由于二進(jìn)制直觀,故寫了一個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù)29voidprintBin(intn)30{31intlen=sizeof(n)*8;//總位數(shù)。32inti;33if(i==0)34{35printf("0");36return;37}38for(i=len-1;i>=0;i--)//略去高位0.39{40if(n&(1<=0;i--)44printf("%d",(n&(1<

熟悉位操作,上述代碼實(shí)現(xiàn)起來就比較簡(jiǎn)單。在嵌入式開發(fā)中這類問題通常使用蝶式交換法和查表法來實(shí)現(xiàn)。

高階實(shí)現(xiàn)?

查表法就是將一些值存到內(nèi)存中,在需要計(jì)算的時(shí)候查表,但是這種方法會(huì)占用額外的存儲(chǔ)空間。

所以這里主要介紹一下蝶式交換法,我們以8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為例。

假設(shè)原始序列為:1 2 3 4 5 6 7 8

目標(biāo)序列為:8 7 6 5 4 3 2 1

那么流程圖如下:

由此完成了整個(gè)位的逆序轉(zhuǎn)換,同樣以11010001為例,下面是具體的實(shí)現(xiàn)代碼:

1#include2 3unsignedcharhighAndLowShiftHEX(unsignedchar); 4voidprintBin(int); 5 6intmain(){ 7 8highAndLowShiftHEX(209); 9return0;10}1112unsignedcharhighAndLowShiftHEX(unsignedchardata)13{14data=(data<<4)|(data>>4);15data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33);16data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55);17printf("aftershiftdata=%x",data);18printBin(data);19returndata;20}2122//由于二進(jìn)制直觀,故寫了一個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù)23voidprintBin(intn)24{25intlen=sizeof(n)*8;//總位數(shù)。26inti;27if(i==0)28{29printf("0");30return;31}32for(i=len-1;i>=0;i--)//略去高位0.33{34if(n&(1<=0;i--)38printf("%d",(n&(1<

交換字節(jié)的高低位并不是一個(gè)很常見的問題,遇到該問題時(shí),需要經(jīng)過仔細(xì)的分析,加上對(duì)C語言位操作的熟練掌握,就能夠很好的解決這一類的問題。

擴(kuò)展

那么我們將其擴(kuò)展到16位半字?jǐn)?shù)據(jù)的高低位轉(zhuǎn)換。

其實(shí)原理是跟8位的時(shí)候是一樣的,采用簡(jiǎn)單的移位方式對(duì)數(shù)據(jù)的高低位進(jìn)行轉(zhuǎn)換。熟悉位操作的話代碼就相對(duì)簡(jiǎn)單了。

下面是對(duì)該思路的具體實(shí)現(xiàn)。

1#include2 3voidexpandPrintBin(intval2); 4unsignedshortHighAndLowSwitchHEX(unsignedshortdata); 5 6intmain(){ 7 8HighAndLowSwitchHEX(38491); 9return0;10}111213//由于二進(jìn)制直觀,故寫了一個(gè)擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù)14voidexpandPrintBin(intval2)15{16inti,k;17unsignedchar*p=(unsignedchar*)&val2+3;//從低位到高位,低端字節(jié)計(jì)算機(jī)18for(k=0;k<=3;k++)19{20intval2=*(p-k);21for(i=7;i>=0;i--)22{23if(val2&(1<>i)&0x0001)|temp;39if(i<15)40{41temp=temp<<1;42}43}44printf("temp:%x",temp);45expandPrintBin(temp);46returntemp;47}

同樣的所謂的蝶式交換法,我引用了字節(jié)交換法的例子,我們可以演算一下:

假設(shè)原始序列為:a b c d e f g h i j k l m n o p

目標(biāo)序列為:p o n m l k j i h g f e d c b a

那么流程圖如下:

由此完成了整個(gè)位的逆序轉(zhuǎn)換,完成了算法的拓展,以1001011001011011為例,下面是具體的實(shí)現(xiàn)代碼:

1#include2 3unsignedshorthighAndLowShiftHEX(unsignedshortdata); 4voidexpandPrintBin(intval2); 5 6intmain(){ 7 8highAndLowShiftHEX(38491); 9return0;10}1112unsignedshorthighAndLowShiftHEX(unsignedshortdata)13{14data=(data<<8)|(data>>8);//010110111001011015data=((data<<4)&0xF0FF)|((data>>4)&0xFF0F);//101101010110100116data=((data<<2)&0xCCCC)|((data>>2)&0x3333);//111001011001011017data=((data<<1)&0xAAAA)|((data>>1)&0x5555);//110110100110100118printf("aftershiftdata=%x",data);19expandPrintBin(data);20returndata;21}2223//由于二進(jìn)制直觀,故寫了一個(gè)擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù)24voidexpandPrintBin(intval2)25{26inti,k;27unsignedchar*p=(unsignedchar*)&val2+3;//從低位到高位,低端字節(jié)計(jì)算機(jī)28for(k=0;k<=3;k++)29{30intval2=*(p-k);31for(i=7;i>=0;i--)32{33if(val2&(1<

對(duì)于這種交換位的問題,在嵌入式開發(fā)中會(huì)經(jīng)常遇到,熟悉掌握位操作還有調(diào)試手段很重要。熟練的利用好C語言的移位操作,就能快速的解決此類問題。

總結(jié)

上面的問題關(guān)鍵還是位操作的靈活妙用,其次是寫了兩個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù),方便使用,代碼可以直接使用,調(diào)試不易,歡迎點(diǎn)贊,在看,轉(zhuǎn)發(fā)也是厚愛,我們下一期,再見!

審核編輯:湯梓紅

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