如何在 C# 中高效管理位域？

C# 中的位字段：一种综合方法

在软件开发中，位字段对于有效管理包含多个值打包的数据结构是必不可少的成单个字节或字。在 C# 中，位字段提供了一种使用这些结构的简单方法，但它们也带来了独特的挑战。

例如，默认情况下不支持使用结构点运算符访问 C# 中位字段中的位。虽然可以对某些结构采用位移位，但在处理多个复杂结构时，它会变得很麻烦。

制定自定义解决方案

为了克服这些限制，需要更强大的解决方案可以使用属性和原始转换类来制定解决方案。通过使用指定长度的自定义 BitfieldLengthAttribute 修饰字段，转换类可以将属性结构无缝转换为位域基元。

实现

PrimitiveConversion 类提供了通用 ToLong 方法将任何属性结构转换为长整数。此转换是通过迭代字段、根据指定长度使用位掩码提取值并将它们组合成单个长值来实现的。

示例结构

考虑以下 PESHeader 结构归因于位长度：

struct PESHeader
{
    [BitfieldLength(2)]
    public uint reserved;
    [BitfieldLength(2)]
    public uint scrambling_control;
    [BitfieldLength(1)]
    public uint priority;
    [BitfieldLength(1)]
    public uint data_alignment_indicator;
    [BitfieldLength(1)]
    public uint copyright;
    [BitfieldLength(1)]
    public uint original_or_copy;
};

转换和输出

填充 PESHeader 结构后，可以使用 PrimitiveConversion 方法将其转换为长整数：

long l = PrimitiveConversion.ToLong(p);

要显示转换后的位序列，每个位都可以提取并打印：

for (int i = 63; i >= 0; i--)
{
    Console.Write(((l & (1l << i)) > 0) ? "1" : "0");
}

这种方法消除了复杂的位移位的需要，并提供了一种高效且可维护的工作方式在 C# 中使用位字段。

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