如何在八个布尔值和一个字节之间高效转换？

将字节合并并解码为布尔值

在某些编程场景中，有必要在位级别操作二进制数据。其中一项任务涉及将八个布尔值转换为单个字节，反之亦然。本文探讨了完成此转换的有效方法。

将布尔值转换为字节

将布尔值合并为字节的最简单方法是通过按位运算。每个布尔值对应于字节中的一个位位置，“true”分配给“1”，“false”分配给“0”。通过根据布尔值迭代地左移“1”并将其与累加结果进行“或”运算，可以构造一个字节。此过程在以下函数中进行了示例：

unsigned char ToByte(bool b[8])
{
    unsigned char c = 0;
    for (int i=0; i < 8; ++i)
        if (b[i])
            c |= 1 << i;
    return c;
}

将字节解码为布尔值

相反，将字节解码为单独的布尔值需要类似的迭代过程。通过右移字节并将其与“1”掩码进行比较，可以提取每个位位置并为“1”分配一个布尔值“true”，为“0”分配“false”。以下函数实现此过程：

void FromByte(unsigned char c, bool b[8])
{
    for (int i=0; i < 8; ++i)
        b[i] = (c & (1<<i)) != 0;
}

位域方法

另一种可能更优雅的方法利用位域和联合。通过定义具有八个 1 位字段的结构，每个布尔值都可以直接分配给相应的字段。将此结构与 unsigned char 联合起来可以轻松地在两种数据类型之间进行转换。这是通过以下代码片段实现的：

struct Bits
{
    unsigned b0:1, b1:1, b2:1, b3:1, b4:1, b5:1, b6:1, b7:1;
};

union CBits
{
    Bits bits;
    unsigned char byte;
};

通过将值分配给联合体的任一成员，会自动执行转换。然而，值得注意的是，位域顺序和潜在填充可能会因实现而异。

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