一、字节流、位流介绍
【维基百科--字节流】：在计算机科学里面，字节流（byte stream）是一种位流，不过里面的比特被打包成一个个我们叫做字节（Bytes）的单位。
【字节流范例】：在网络传输协议里面比较有名，且会提供字节流给客户端的范例是TCP/IP通讯协定里面的传输控制协议（TCP），这种协议提供了双向的字节流。
【维基百科--位元流】：一个位元流（bitstream或bit stream）是一个位元的序列。一个字节流则是一个字节的序列，一般来说一个字节是8个位元。也可以被视为是一种特殊的位元流。
【位元流范例】：位元流在远程通信和计算这些领域里面被广泛的使用：举例来说，同步光网络通信科技会传输同步位元流。
在项目的开发中，我们经常会遇到对于给定的字符串“0123456789abcdef”（字节流，16个字节），我们需要其转化为对应的二进制位流（其中0对应的ASCII码元为0x30，对应二进制为00110000，一个字节用8个二进制模拟输出，合计16*8=128个二进制数据）。
没有现成的库函数供我们调用，所以考虑字节流的特点，加上位元算的操作，以下是其相互转换的完整的实现及测试用例。
二、字节流转为位流的核心操作——如何获取到每一位
方法：通过右移操作，然后与1（0000 0001）求与的方式。
如下表所示，依次实现0x30右移动（1,2,3,4…）位，然后与0000 0001进行与操作；显然，只有当移动到的末位为1时两者与操作才为1（右移动4位），其他都为0。如：
初始
右移0位 >>0
0x30
00110000
右移1位
右移1位 >>1
0x18
00011000
右移2位
右移2位 >>2
0x0c
00001100
右移3位
右移3位 >>3
0x06
00000110
右移4位
右移4位 >>4
0x03
00000011
三、位流转为字节流的核心：如何将8位合为一个字节
比特流
字节流
0011 0000
0*128+0*64+1*32+1*16+0=48(10进制）=0x30(16进制)
方法一：通过传统每位与基数相乘累计求和的方式实现。
方法二：每8位一个单元，”或”的方式模拟求和（与字节流转化为位流方法相反），详见代码。
四、位流与字节流相互转化的实现
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define UCHAR unsigned char
const int MULTIPLE = 8; //字节流长度是位流的8倍
const int FIX_VAL = 0X01; //求&专用特定值
const int g_BinArr[MULTIPLE] = {128,64,32,16,8,4,2,1}; //2的次幂
/*
**@brief 字节流转为位流
**@param [in]puchByte,字节流;[in]iByteLen，字节流长度;
[in&out]puchBit,位流; [in&out]iBitLen,位流长度
**@return 空
*/
void byte_to_bit(const UCHAR *puchByte, const int& iByteLen, UCHAR *puchBit, int *pBitLen)
{
assert(puchByte != NULL && iByteLen >0 && puchBit != NULL && pBitLen !=NULL);
int iBitLen = 0;
for (int i = 0; i < iByteLen; i++)
{
for(int j = 0; j < MULTIPLE; j++)
{
//printf("%0x >> %d = %0x\n", puchByte[i], j, puchByte[i]>>j);
puchBit[i*MULTIPLE + MULTIPLE - 1 - j] = ((puchByte[i])>>j)&FIX_VAL;
iBitLen++;
}//end for j
}//end for
*pBitLen = iBitLen;
}
/*
**@brief 位流转为字节流
**@param [in]puchBit,位流;[in]iBitLen，位流长度;
[in&out]puchByte,字节流 [in&out]pByteLen,字节流长度
**@return 空
*/
void bit_to_byte(const UCHAR *puchBit, const int& iBitLen, UCHAR *puchByte, int* pByteLen)
{
assert(puchBit && iBitLen > 0 && puchByte && pByteLen);
int iByteNo = 0;
int iBitInByte = 0;
for(int i = 0; i < iBitLen; i++)
{
iByteNo = i/MULTIPLE; //字节序号
iBitInByte = i%MULTIPLE; //字节里的比特序号(0-7)
puchByte[iByteNo] += puchBit[i]*g_BinArr[iBitInByte]; //累计求和
//cout << "iByteNo =:" << iByteNo << "\t iBitInByte = " << iBitInByte \
//<< "\t puchByte[iByteNo] = " << puchByte[iByteNo] << endl;
}//end for i
*pByteLen = iBitLen/MULTIPLE;
}
/*
**@brief 位流转为字节流[方法二]
**@param [in]puchBit,位流;[in]iBitLen，位流长度;
[in&out]puchByte,字节流; [in&out]字节流长度
**@return 空
*/
void bit_to_byte_ext(const UCHAR *puchBit, const int& iBitLen, UCHAR *puchByte, int* iByteLen)
{
assert(puchBit && iBitLen > 0 && puchByte && iByteLen);
int iByteNo = 0; //字节号
UCHAR uchTmp = 0;
for(int i = 0; i < iBitLen; i+=MULTIPLE)
{
for(int j = 0; j < MULTIPLE; j++)
{
//通过或的方式累计求和
uchTmp |= ((puchBit[i + j])<<(MULTIPLE - 1 - j));
}
//printf("uchTmp = %0x\n",uchTmp);
puchByte[iByteNo] = uchTmp;
iByteNo++; //字节号+1
uchTmp = 0;
}//end for i
*iByteLen = iByteNo;
}
/*
**@brief 测试位流与字节流互转
**@param 空
**@return 空
*/
void test_byte_bit()
{
const UCHAR uchByte[] = "0123456789abcdef"; //原始字节流
int iByteLen = sizeof(uchByte)/sizeof(UCHAR) - 1; //原始字节流长度
int iBitLen = MULTIPLE*iByteLen; //比特流长度
UCHAR *puchBit = new UCHAR[iBitLen];
memset(puchBit, 0, iBitLen);
cout << "原始字节流为: ";
#if 0
for (int i = 0; i < iByteLen; i++)
{
printf("%0x\t", uchByte[i]);
}
printf("\n");
#endif
cout << uchByte << endl;
int iBitLenX = 0;
byte_to_bit(uchByte, iByteLen, puchBit, &iBitLenX); //字节转化为比特流
cout << "测试字节流转化过的位流为: " << endl;
for (int i = 0; i < iBitLen; i++)
{
printf("%0x",puchBit[i]);
}
printf("\n");
cout << "位流长度为: " << iBitLenX << endl << endl;
UCHAR* puchByte = new UCHAR[1 + iByteLen];
memset(puchByte, 0, 1 + iByteLen);
int iByteLenX = 0;
#if 1
bit_to_byte(puchBit, iBitLen, puchByte, &iByteLenX); //比特流转化字节流方法1
#endif
#if 0
bit_to_byte_ext(puchBit, iBitLen, puchByte, &iByteLenX); //比特流转化字节流方法2
#endif
cout << "测试位流转化过的字节流为: " << endl;
for (i = 0; i < iByteLen; i++)
{
printf("%0x\t",puchByte[i]);
}
printf("\n");
cout << "位流转为成的字节流为: " << puchByte << endl;
cout << "字节流的长度为: " << iByteLen << endl;
if (puchBit != NULL)
{
delete []puchBit;
puchBit = NULL;
}
if (puchByte != NULL)
{
delete []puchByte;
puchByte = NULL;
}
}
int main()
{
test_byte_bit();
return 0;
}
五、结语：
根据代码走读，会加深对于字节流与位流相互转换的理解。
