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java - 如何解析/编码二进制消息格式？

coder 2024-03-15 原文

我需要在 Java 中解析和编码为旧版二进制消息格式。我开始使用 DataOutputStream 来读/写原始类型，但我遇到的问题是消息格式不能很好地与字节偏移对齐并且包含位标志。

例如我必须处理这样的消息:

+----------+---+---+----------+---------+--------------+
+uint32    +b   +b + uint32   +4bit enum+32 byte string+
+----------+---+---+----------+---------+--------------+

其中 (b) 是一位标志。问题是 java 原始类型不与字节边界对齐，所以我无法使用 DataOutputStream 对其进行编码，因为我可以编写的最低级别类型是一个字节。

是否有用于处理任意位级消息格式的标准库或第 3 方库？

编辑: 感谢@Software Monkey 迫使我更仔细地查看我的规范。我使用的规范实际上在字节边界上对齐，因此 DataOutputStream 是合适的。考虑到我最初的问题，尽管我会选择@emboss 提出的解决方案。

编辑: 虽然这个问题的消息格式被发现在字节边界上，但我遇到了另一种适用于原始问题的消息格式。这种格式定义了一个 6 位字符映射，其中每个字符实际上只占用 6 位，而不是完整的字节，因此字符串不会在字节边界上对齐。我发现了几个解决这个问题的二进制输出流。就像这个:http://introcs.cs.princeton.edu/java/stdlib/BinaryOut.java.html

最佳答案

Java 中有一个内置的byte 类型，您可以使用InputStream#read(byte[]) 读入byte[] 缓冲区。并使用 OutputStream#write(byte[], int, int) 写入 OutputStream ，所以这没有问题。

关于您的消息 - 正如您正确指出的那样，您一次获得的最小信息是一个字节，因此您必须首先将消息格式分解为 8 位 block :

假设您的消息在一个名为 byte[] 的数据中。我也假设小端。

uint32 是 32 位长 -> 那是四个字节。 (在 Java 中解析它时要小心，Java 整数和 long 是有符号的，你需要处理它。避免麻烦的一个简单方法是使用 long。data[0] 填充位 31 - 24，data[1] 23 - 16，data[2] 位 15 - 8 和 data[3] 位 7 到 0。所以你需要将它们适本地向左移动并用逻辑或将它们粘在一起:

long uint32 = ((data[0]&0xFF) << 24) | 
              ((data[1]&0xFF) << 16) | 
              ((data[2]&0xFF) << 8)  | 
               (data[3]&0xFF);

接下来，有两个单个位。我想你必须检查它们是“开”(1)还是“关”(0)。为此，您使用位掩码并将您的字节与逻辑与进行比较。

第一位:(二进制掩码 | 1 0 0 0 0 0 0 0 | = 128 = 0x80 )

if ( (data[4] & 0x80 ) == 0x80 ) // on

第二位:(二进制掩码 | 0 1 0 0 0 0 0 0 | = 64 = 0x40)

if ( (data[4] & 0x40 ) == 0x40 ) // on

要组成下一个 uint32，您必须在基础数据的字节边界上组成字节。例如。对于第一个字节，取剩余的 6 位数据 [4]，将它们向左移动两位(它们将是 uint32 的第 8 位到第 2 位)并通过移位“添加”数据 [5] 的前(最高)两位它们向右 6 位(它们将占据 uint32 剩余的 1 和 0 槽)。 “添加”意味着逻辑或运算:

byte uint32Byte1 = (byte)( (data[4]&0xFF) << 2 | (data[5]&&0xFF) >> 6);

然后构建您的 uint32 的过程与第一个示例中的过程相同。等等。

关于java - 如何解析/编码二进制消息格式？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6862855/

java如何codedatasectionbinaryfiles

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