Nhận một bit cụ thể từ byte

Tôi có một byte, cụ thể là một byte từ một mảng byte đến qua UDP được gửi từ một thiết bị khác. Byte này lưu trữ trạng thái bật / tắt của 8 rơle trong thiết bị.

Làm cách nào để lấy giá trị của một bit cụ thể trong byte đã nói? Lý tưởng nhất là một phương pháp mở rộng sẽ trông thanh lịch nhất và trả về bool sẽ có ý nghĩa nhất đối với tôi.

public static bool GetBit(this byte b, int bitNumber)
{
    //black magic goes here
}

Dễ dàng. Sử dụng bitwise AND để so sánh số của bạn với giá trị 2 ^ bitNumber, có thể được tính toán rẻ bằng cách dịch chuyển bit.

//your black magic
var bit = (b & (1 << bitNumber-1)) != 0;

CHỈNH SỬA: Để thêm một chút chi tiết vì có rất nhiều câu trả lời tương tự mà không có lời giải thích:

Một bitwise AND so sánh từng số, từng bit, sử dụng phép nối AND để tạo ra một số là sự kết hợp của các bit nơi đặt cả bit đầu tiên và bit thứ hai ở vị trí đó. Đây là ma trận logic của logic AND trong một "nibble" hiển thị hoạt động của AND bitwise:

  0101
& 0011
  ----
  0001 //Only the last bit is set, because only the last bit of both summands were set

Trong trường hợp của bạn, chúng tôi so sánh số bạn đã chuyển với một số chỉ có bit mà bạn muốn tìm. Giả sử bạn đang tìm kiếm bit thứ tư:

  11010010
& 00001000
  --------
  00000000 //== 0, so the bit is not set

  11011010
& 00001000
  --------
  00001000 //!= 0, so the bit is set

Dịch chuyển bit, để tạo ra số mà chúng ta muốn so sánh, chính xác như âm thanh của nó: lấy số, được biểu diễn dưới dạng một tập hợp các bit và dịch chuyển các bit đó sang trái hoặc phải theo một số vị trí nhất định. Bởi vì đây là các số nhị phân và vì vậy mỗi bit là một lũy thừa lớn hơn hai so với bit ở bên phải, việc dịch chuyển bit sang trái tương đương với việc nhân đôi số một lần cho mỗi vị trí được dịch chuyển, tương đương với việc nhân số với 2 ^ x. Trong ví dụ của bạn, tìm kiếm bit thứ tư, chúng tôi thực hiện:

       1 (2^0) << (4-1) ==        8 (2^3)
00000001       << (4-1) == 00001000

Bây giờ bạn biết nó được thực hiện như thế nào, điều gì đang xảy ra ở cấp độ thấp và tại sao nó hoạt động.

Mặc dù thật tốt khi đọc và hiểu câu trả lời của Josh, bạn có thể sẽ thấy vui hơn khi sử dụng lớp mà Microsoft cung cấp cho mục đích này: System.Collections.BitArray Nó có sẵn trong tất cả các phiên bản .NET Framework.

Điều này

public static bool GetBit(this byte b, int bitNumber) {
   return (b & (1 << bitNumber)) != 0;
}

nên làm điều đó, tôi nghĩ.

một cách khác để làm điều đó :)

return ((b >> bitNumber) & 1) != 0;

Điều này hoạt động nhanh hơn 0,1 mili giây.

return (b >> bitNumber) & 1;

Sử dụng lớp BitArray và tạo một phương thức mở rộng như OP đề xuất:

public static bool GetBit(this byte b, int bitNumber)
{
    System.Collections.BitArray ba = new BitArray(new byte[]{b});
    return ba.Get(bitNumber);
}

thử cái này:

return (b & (1 << bitNumber))>0;

Phương pháp là sử dụng một byte khác cùng với bitwise AND để che đi bit đích.

Tôi đã sử dụng quy ước từ các lớp của mình ở đây, trong đó "0" là bit quan trọng nhất và "7" là ít nhất.

public static class ByteExtensions
{
    // Assume 0 is the MSB andd 7 is the LSB.
    public static bool GetBit(this byte byt, int index)
    {
        if (index < 0 || index > 7)
            throw new ArgumentOutOfRangeException();

        int shift = 7 - index;

        // Get a single bit in the proper position.
        byte bitMask = (byte)(1 << shift);

        // Mask out the appropriate bit.
        byte masked = (byte)(byt & bitMask);

        // If masked != 0, then the masked out bit is 1.
        // Otherwise, masked will be 0.
        return masked != 0;
    }
}

Hãy thử mã bên dưới. Sự khác biệt với các bài viết khác là bạn có thể đặt / lấy nhiều bit bằng cách sử dụng mask ( field). Mặt nạ cho bit thứ 4 có thể là 1 << 3 hoặc 0x10, chẳng hạn.

    public int SetBits(this int target, int field, bool value)
    {
        if (value) //set value
        {
            return target | field;
        }
        else //clear value
        {
            return target & (~field);
        }
    }

    public bool GetBits(this int target, int field)
    {
        return (target & field) > 0;
    }

** Thí dụ **

        bool is_ok = 0x01AF.GetBits(0x10); //false
        int res = 0x01AF.SetBits(0x10, true);
        is_ok = res.GetBits(0x10);  // true

[Flags]
enum Relays : byte
{
    relay0 = 1 << 0,
    relay1 = 1 << 1,
    relay2 = 1 << 2,
    relay3 = 1 << 3,
    relay4 = 1 << 4,
    relay5 = 1 << 5,
    relay6 = 1 << 6,
    relay7 = 1 << 7
}

public static bool GetRelay(byte b, Relays relay)
{
    return (Relays)b.HasFlag(relay);
}