在ushort中设置比特范围

假设我有一个ushort值，我想设置位1到4（假设0是LSB，15是MSB）。

在C ++中，您可以定义一个映射出特定位的结构：

struct KibblesNBits { unsigned short int TheStart: 1; unsigned short int TheMeat: 4; unsigned short int TheRest: 11; } 

然后你可以直接为’TheMeat’赋值。 我想在C＃中做类似的事情。 理想情况下，我想要一个看起来像这样的function定义：

 public ModValue SetRange(ModValue valueToMod, int startIndex, int endIndex, RangeValue rangeValueToAssign) 

还需要确定rangeValueToAssign不超过最大大小（假设值从0到最大值无符号）。 因此，如果范围是1到4，则为4位，范围将为0到15.如果超出这些限制，则抛出exception。

我没有在BitConverter类中找到任何可以执行此类操作的内容。 我能想到的最好的就是使用manaul移位运算符。 有一个更好的方法吗？

编辑：非通用版本可能如下所示：

  public static ushort SetRange(ushort valueToMod, int startIndex, int endIndex, ushort rangeValueToAssign) { // Determine max value ushort max_value = Convert.ToUInt16(Math.Pow(2.0, (endIndex - startIndex) + 1.0) - 1); if(rangeValueToAssign > max_value) throw new Exception("Value To Large For Range"); // Shift the value and add it to the orignal (effect of setting range?) ushort value_to_add = (ushort)(rangeValueToAssign << startIndex); return (ushort)(valueToMod + value_to_add); } 

哪里：

 ushort new_val = SetRange(120, 1, 2, 3); 

会导致’new_val’设置为126。

Answer 1

 public static int SetRange(int num, int from, int to, int value) { if (from < 0 || from > to || to >= 32) throw new ArgumentException("from/to are not valid"); if (value >= (2 << (to - from)) && (to - from < 31)) throw new ArgumentException("value is too large"); return num & ~(((2 << to) - 1) - ((1 << from) - 1)) | (value << from); } 

没有for循环或Math.Pow（这是非常慢，比Sin / Cos等慢）。

至于通用 - 抱歉，这是行不通的。 C＃（或.NET）中的数字没有基类型，所以这根本不可能。 看起来你正试图在C ++中使用像模板函数这样的generics - 不要被类似的外观所迷惑; 他们是完全不同的。

如果你必须有不同的类型，我建议重载。

 public static int SetRange(int num, int from, int to, int value) { if (from < 0 || from > to || to >= 32) throw new ArgumentException("from/to are not valid"); if (value >= (2 << (to - from)) && (to - from < 31)) throw new ArgumentException("value is too large"); return num & ~(((2 << to) - 1) - ((1 << from) - 1)) | (value << from); } public static ushort SetRange(ushort num, int from, int to, ushort value) { if (from < 0 || from > to || to >= 16) throw new ArgumentException("from/to are not valid"); if (value >= (2 << (to - from))) throw new ArgumentException("value is too large"); return (ushort) (num & ~(((2 << to) - 1) - ((1 << from) - 1)) | (value << from)); } 

但是，在C＃中，总是使用int（或者如果你需要那么长）可能更惯用。

Answer 2

这里的固定类型答案帮助我按原始要求获得通用解决方案。 这是最终的代码（带有吸气剂奖励）。

 /// 
Gets the bit array value from the specified range in a bit vector.
 /// The type of the bit vector. Must be of type . /// The bit vector. /// The zero-based start index of the bit range to get. /// The number of sequential bits to fetch starting at . /// The value of the requested bit range. public static T GetBits(T bits, byte startIdx, byte count) where T : IConvertible { if (startIdx >= (Marshal.SizeOf(typeof(T)) * 8)) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(startIdx)); if (count + startIdx > (Marshal.SizeOf(typeof(T)) * 8)) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(count)); return (T)Convert.ChangeType((bits.ToInt64(null) >> startIdx) & ((1 << count) - 1), typeof(T)); } /// 
Sets the bit values at the specified range in a bit vector.
 /// The type of the bit vector. Must be of type . /// The type of the value. Must be of type . /// The bit vector. /// The zero-based start index of the bit range to set. /// The number of sequential bits to set starting at . /// The value to set within the specified range of . public static void SetBits(ref T bits, byte startIdx, byte count, TValue value) where T : IConvertible where TValue : IConvertible { if (startIdx >= (Marshal.SizeOf(typeof(T)) * 8)) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(startIdx)); if (count + startIdx > (Marshal.SizeOf(typeof(T)) * 8)) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(count)); var val = value.ToInt64(null); if (val >= (1 << count)) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(value)); bits = (T)Convert.ChangeType(bits.ToInt64(null) & ~(((1 << count) - 1) << startIdx) | (val << startIdx), typeof(T)); } 

Answer 3

如果您想要这种类型的访问，请考虑使用BitVector32或BitArray ，或熟悉按位算术。 您可以在C＃中明确布局结构（导致联合），但我不认为这对您有利。 它主要针对互操作场景。

对于info，按位运算符主要在uint / int / ulong / long – 而不是较小的整数类型。

Answer 4

我不知道任何语言function（除了手动移位），这将实现这一目标。

我唯一想到的是来自.NET 1.1的旧BitArray 。 但是你只能操纵各个位，而不能操作位范围。

所以不行。

Answer 5

以下是您的更新修复：

  public static ushort SetRange(ushort valueToMod, int startIndex, int endIndex, ushort rangeValueToAssign) { // Determine max value ushort max_value = Convert.ToUInt16(Math.Pow(2.0, (endIndex - startIndex) + 1.0) - 1); if(rangeValueToAssign > max_value) throw new Exception("Value To Large For Range"); // Clear our bits where we want to "Set" the value for for( int i=startIndex; i