Запись 4 битов в двоичный файл с ofstream

Question

Если у меня есть целое число без знака в диапазоне от 0 до 16, и я хочу записать его в двоичный файл без записи в него целого байта, как можно сдвинуть биты для его достижения?

0-16 означает, что мне нужно только 4 бита, поэтому я должен иметь возможность хранить 2 разных числа в одном байте, верно?

Следующий код записывает 1 число в 1 байт:

std::ofstream file;
file.open("test.bin", std::ios::binary|std::ios::out);
char oneByteNum = (char)fourByteNum; // Converting from some 4 byte integer to a 1 byte char
file.write(&oneByteNum ,sizeof(char));

Используя битовые сдвиги, как я могу получить 2 числа в 1 байте? Я полагаю, что чтение числа из байта было бы аналогичным обратным двухэтапным процессом?

Answer 1

char oneByteWithTwoNums = (oneByteNum1 << 4) + (oneByteNum2 & 0x0f);

Answer 2

Попробуй это:

  compacted = first_number * 0x10 + second-number;

Расширять:

  second_number = compacted & 0x0F;
  first_number = compacted >> 4;

Answer 3

Я написал быстрый пример:

#include <iostream>

typedef unsigned char byte;

byte pack(unsigned int num1, unsigned int num2) {

    // Our byte has the form 0b00000000
    // We want the first four bits to be filled with num1
    byte packed = num1 << 4;

    // We want the last four bits to be filled with num2
    // but, we don't want to overwrite the top four bits, so
    // we mask it with 0x0F (0b0001111)
    packed |= num2 & 0x0F;
    return packed;
}

void unpack(byte b, unsigned int& num1, unsigned int& num2) {
    // Extract the first four bits of our byte
    num1 = b >> 4;

    // Mask off the first four bits of our byte to get only
    // the last four bits
    num2 = b & 0x0F;
}

int main() {

    unsigned int num1 = 5;  // As an example
    unsigned int num2 = 15; // As an example

    byte b = pack(num1, num2);

    unsigned int num3;
    unsigned int num4;
    unpack(b, num3, num4);
    std::cout << num3 << std::endl;
    std::cout << num4 << std::endl;

    return 0;
}

Возможно, вы захотите добавить проверки в ваши методы pack/unpack, чтобы кто-то не пытался передать значение, отличное от [0-15].