嵌入式開發(fā)中字節(jié)高低位轉(zhuǎn)換如何實現(xiàn)

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)識一個新的名字，叫做蝶式交換。

問題是這樣子的：

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

這里就需要有位操作的知識，參考位操作運算有什么技巧?(附源碼)

這里我們以8位數(shù)據(jù)高低位轉(zhuǎn)換為例子：

1#include? 2 3unsigned?char?highAndLowShiftHEX(unsigned?char?data); 4void?printBin(int?n); 5 6int?main?()?{ 7 8????highAndLowShiftHEX(209); 9????return?0; 10} 11 12unsigned?char?highAndLowShiftHEX(unsigned?char?data)?? 13{?? 14???unsigned?char?i;?? 15???unsigned?char?tmp=0x00;?? 16???for(i=0;i<8;i++)?? 17???{?? 18???????tmp=((data>>i)&0x01)|tmp;?? 19???????//printBin(tmp); 20???????if(i<7)?? 21???????????tmp=tmp<<1;?? 22???}?? 23???printf(" after shift data:");?? 24???printBin(tmp); 25???return?tmp;???? 26} 27 28//由于二進(jìn)制直觀，故寫了一個打印二進(jìn)制的函數(shù) 29void?printBin(int?n) 30{ 31????int?len?=?sizeof(n)*8;//總位數(shù)。 32????int?i; 33????if(i?==?0) 34????{ 35?????????printf("0"); 36?????????return; 37????} 38????for(i?=?len-1;?i?>=?0;?i?--)//略去高位0. 39????{ 40????????if(n&(1<break; 41????} 42 43????for(;i>=0;?i?--) 44????????printf("%d",?(n&(1<0); 45}

熟悉位操作，上述代碼實現(xiàn)起來就比較簡單。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現(xiàn)。

高階實現(xiàn)？

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

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：

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

1#include? 2 3unsigned?char?highAndLowShiftHEX(unsigned?char?); 4void?printBin(int?); 5 6int?main?()?{ 7 8????highAndLowShiftHEX(209); 9????return?0; 10} 11 12unsigned?char?highAndLowShiftHEX(unsigned?char?data)?? 13{?? 14???data=(data<<4)|(data>>4);?? 15???data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33);?? 16???data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55);?? 17???printf("??after shift data=%x? ",data);?? 18???printBin(data); 19???return?data;?? 20} 21 22//由于二進(jìn)制直觀，故寫了一個打印二進(jìn)制的函數(shù) 23void?printBin(int?n) 24{ 25????int?len?=?sizeof(n)*8;//總位數(shù)。 26????int?i; 27????if(i?==?0) 28????{ 29?????????printf("0"); 30?????????return; 31????} 32????for(i?=?len-1;?i?>=?0;?i?--)//略去高位0. 33????{ 34????????if(n&(1<break; 35????} 36 37????for(;i>=0;?i?--) 38????????printf("%d",?(n&(1<0); 39}

交換字節(jié)的高低位并不是一個很常見的問題，遇到該問題時，需要經(jīng)過仔細(xì)的分析，加上對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。

其實原理是跟8位的時候是一樣的，采用簡單的移位方式對數(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簡單了。

下面是對該思路的具體實現(xiàn)：

1#include? 2 3void?expandPrintBin(int?val2); 4unsigned?short?HighAndLowSwitchHEX(unsigned?short?data); 5 6int?main?()?{ 7 8????HighAndLowSwitchHEX(38491); 9????return?0; 10} 11 12 13//由于二進(jìn)制直觀，故寫了一個擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù) 14void?expandPrintBin(int?val2) 15{ 16????int?i,k; 17????unsigned?char?*p?=?(unsigned?char*)&val2?+?3;?//從低位到高位,低端字節(jié)計算機(jī) 18????for(?k?=?0;?k?<=?3;?k++) 19????{ 20????????int?val2?=?*(p-k); 21????????for?(i?=?7;?i?>=?0;?i--) 22????????{ 23????????????if(val2?&?(1?<24????????????????printf("1"); 25????????????else 26????????????????printf("0"); 27????????} 28????????printf("?"); 29????} 30} 31unsigned?short?HighAndLowSwitchHEX(unsigned?short?data) 32{ 33????unsigned?char?i?=?0; 34????unsigned?short?temp?=?0x0000; 35 36????for(i?=?0;?i?16;?i++) 37????{ 38????????temp?=?((data?>>?i)?&?0x0001)?|?temp; 39????????if(i?15) 40????????{ 41????????????temp?=?temp?<1; 42????????} 43????} 44????printf("temp:%x ",temp); 45????expandPrintBin(temp); 46????return?temp; 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

流程圖如下所示：

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

1#include? 2 3unsigned?short?highAndLowShiftHEX(unsigned?short?data); 4void?expandPrintBin(int?val2); 5 6int?main?()?{ 7 8????highAndLowShiftHEX(38491); 9????return?0; 10} 11 12unsigned?short?highAndLowShiftHEX(unsigned?short?data) 13{ 14??data?=?(data?<8)?|?(data?>>?8);???//0101101110010110 15??data?=?((data?<4)?&?0xF0FF)?|?((data?>>?4)?&?0xFF0F);?//1011010101101001 16??data?=?((data?<2)?&?0xCCCC)?|?((data?>>?2)?&?0x3333);?//1110010110010110 17??data?=?((data?<1)?&?0xAAAA)?|?((data?>>1?)?&?0x5555);?//1101101001101001 18??printf("??after shift data=%x? ",data);?? 19??expandPrintBin(data); 20??return?data;?? 21} 22 23//由于二進(jìn)制直觀，故寫了一個擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù) 24void?expandPrintBin(int?val2) 25{ 26????int?i,k; 27????unsigned?char?*p?=?(unsigned?char*)&val2?+?3;?//從低位到高位,低端字節(jié)計算機(jī) 28????for(?k?=?0;?k?<=?3;?k++) 29????{ 30????????int?val2?=?*(p-k); 31????????for?(i?=?7;?i?>=?0;?i--) 32????????{ 33????????????if(val2?&?(1?<34????????????????printf("1"); 35????????????else 36????????????????printf("0"); 37????????} 38????????printf("?"); 39????} 40}

對于這種交換位的問題，在嵌入式開發(fā)中會經(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，歡迎點贊！