关于 c:在字符数组中寻找特定的位对 \\’10\\’ 或 \\’01\\’


hunting for a particular pair of bits '10' or '01' in a character array

这可能是一个有点理论的问题。我有一个包含网络数据包的 char 字节数组。我想每 66 位检查一对特定位(\\'01\\' 或 \\'10\\')的出现。也就是说，一旦我找到第一对位，我就必须跳过 66 位并再次检查同一对位的存在。我正在尝试使用掩码和班次实现一个程序，它有点变得复杂。我想知道是否有人可以提出更好的方法来做同样的事情。

到目前为止，我编写的代码看起来像这样。虽然它不完整。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
test_sync_bits(char *rec, int len)
{
        uint8_t target_byte = 0;
    int offset = 0;
    int save_offset = 0;

    uint8_t *pload = (uint8_t*)(rec + 24);
    uint8_t seed_mask = 0xc0;
    uint8_t seed_shift = 6;
    uint8_t value = 0;
    uint8_t found_sync = 0;
    const uint8_t sync_bit_spacing = 66;

    /*hunt for the first '10' or '01' combination.*/
    target_byte = *(uint8_t*)(pload + offset);
    /*Get all combinations of two bits from target byte.*/
    while(seed_shift)
    {
        value = ((target_byte & seed_mask) >> seed_shift);
        if((value == 0x01) || (value == 0x10))
        {
          save_offset = offset;
          found_sync = 1;
          break;
        }
        else
        {
         seed_mask = (seed_mask >> 2) ;
         seed_shift-=2;
        }  
    }
    offset = offset + 8;
    seed_shift = (seed_shift - 4) > 0 ? (seed_shift - 4) : (seed_shift + 8 - 4);
    seed_mask = (seed_mask >> (6 - seed_shift));
}

我想出的另一个想法是使用下面定义的结构

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
typedef struct
{
    int remainder_bits;
    int extra_bits;
    int extra_byte;
}remainder_bits_extra_bits_map_t;

static remainder_bits_extra_bits_map_t sync_bit_check [] =
{
    {6, 4, 0},
    {5, 5, 0},
    {4, 6, 0},
    {3, 7, 0},
    {2, 8, 0},
    {1, 1, 1},
    {0, 2, 1},
};

我的方法正确吗？任何人都可以提出任何改进建议吗？

相关讨论

查找表的想法

只有 256 个可能的字节。这足以让您构建一个查找表，其中包含一个字节中可能发生的所有可能的位组合。

查找表值可以记录模式的位位置，也可以有特殊值来标记可能的延续开始或延续结束值。

编辑：

我认为延续值会很愚蠢。相反，要检查与字节重叠的模式，请将字节和 OR 与另一个字节相移，或手动检查每个字节的结束位。也许 ((bytes[i] & 0x01) & (bytes[i+1] & 0x80)) == 0x80 和 ((bytes[i] & 0x01) & (bytes[i+1] & 0x80)) == 0x01 对你有用。

你没有说，所以我也假设你正在寻找任何字节中的第一个匹配项。如果您正在寻找每个匹配项，然后检查 66 位的结束模式，那是一个不同的问题。

要创建查找表，我会编写一个程序来为我完成。它可以是您最喜欢的脚本语言，也可以是 C。程序会编写一个类似于以下内容的文件：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
/* each value is the bit position of a possible pattern OR'd with a pattern ID bit. */
/* 0 is no match */
#define P_01 0x00
#define P_10 0x10
const char byte_lookup[256] = {
    /*  0: 0000_0000, 0000_0001, 0000_0010, 0000_0011 */
                   0,    2|P_01,    3|P_01,    3|P_01,
    /*  4: 0000_0100, 0000_0101, 0000_0110, 0000_0111, */
              4|P_01,    4|P_01,    4|P_01,    4|P_01,
    /*  8: 0000_1000, 0000_1001, 0000_1010, 0000_1011, */
              5|P_01,    5|P_01,    5|P_01,    5|P_01,
};

乏味。这就是为什么我会编写一个程序来为我编写它。

相关讨论

这是从流中读取时经常出现的经典去块问题的变体。也就是说，数据以与您希望扫描的单位大小不匹配的离散单位出现。这方面的挑战是 1)缓冲(这不会影响您，因为您可以访问整个数组)和 2)管理所有状态(如您所见)。一个好的方法是编写一个消费者函数，其行为类似于 fread() 和 fseek() 来维护自己的状态。它返回您感兴趣的请求数据，并与您提供的缓冲区正确对齐。