C++ 是否有更好的方法使用比特流解码文件格式？

我正在尝试制作一个程序来解码mp3文件（作为练习）。重要的不是它是一个mp3文件，而是文件格式的结构。某些变量的长度（以位为单位）取决于以前的变量。假设一个变量读取2位，根据其值，下一个变量必须读取10位或20位。最糟糕的是，每次连续读取都会被相同的长度抵消

我正在使用下面的实现，它工作得非常好，我对正在生成的asm非常满意

问题在于，此实现需要知道编译期间每个位读取的偏移量和长度。一些变量的可变长度使得它很难实现

有两个想法浮现在我的脑海中，但它们似乎都很糟糕。一种是更改位读取函数，以便将偏移量作为参数作为常规参数传递给函数，而不是作为模板参数。这显然很糟糕，因为我们失去了美丽的asm。更重要的是，这些信息已经为人所知。当信息在编译时可用时，这不应该发生在运行时。我只需要能够更好地向编译器解释它

另一个想法是使用一些奇怪的模板元编程（检查第二个编码示例）

第一个想法如下：

//该函数的工作原理与我前面提到的位流实现中的函数类似，但偏移量是该函数的参数，而不是模板参数。
模板
uint32读取（整数偏移量，常数uint8*src，uint32累积=0）；
uint32_t var1=读取（0，2，数据）；
开关（var1）{
案例0b00：{
uint32_t var2=读取（2，10，数据）；
uint32_t var3=读取（12，3，数据）；
uint32_t var4=读取（15，1，数据）；
//…等等
打破
}
案例0b01：{
uint32_t var2=读取（2，20，数据）；
uint32_t var3=读取（22，3，数据）；
uint32_t var4=读取（25，3，数据）；
//…等等
打破
}
违约：
打破
}

第二个想法是使用未修改的Read函数，但将所有偏移量和长度移动到sperate模板类，并对每种情况进行专门化

模板结构偏移量和长度{}；
结构位读取{无符号偏移量；无符号长度；}；
模板结构偏移量和长度{
静态constexpr位读取var2={2，10}；
静态constexpr位读取var3={12，3}；
静态constexpr位读取var4={15，1}；
};
模板结构偏移量和长度{
静态constexpr位读取var2={2，20}；
静态constexpr位读取var3={22,3}；
静态constexpr位读取var4={25，1}；
};
模板
无效多个不同的步骤（uint8_t*数据）{
使用偏移量=偏移量和长度；
uint32_t var2=读取（数据）；
uint32_t var3=读取（数据）；
uint32_t var4=读取（数据）；
//…等等
}
uint32_t var1=读取（0，2，数据）；
开关（var1）{
案例0b00：{
十二种不同的趋势（数据）；
打破
}
案例0b01：{
十二种不同的趋势（数据）；
打破
}
违约：
打破
}

第二个实现的问题是，我可能会得到另一个长度可能不同的变量。在这一点上，我必须创建4个不同的专门化。下一个是8。。。等等

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所以我想最大的问题是：如果我想使用我知道的静态数据，有没有一种合理的方法来对这些格式进行解码？这样生成的asm就会很小。

您可以使用位掩码和shift来执行提取：

int32_t bitmask[2][3] = {
    {
         ?, ?, ?
    },
    {
        ?, ?, ?
    }

};
int32_t shift[2][3] = {
    {
         ?, ?, ?
    },
    {
        ?, ?, ?
    }

};


void extraction(int index, uint32_t follow) {

    uint32_t var2 = (follow & bitmask[index][0]) >> shift[index][0];
    uint32_t var3 = (follow & bitmask[index][1]) >> shift[index][1];
    uint32_t var4 = (follow & bitmask[index][2]) >> shift[index][2];

}


int main()
{
    int32_t v = 0;


    uint32_t var1 = Read(0, 2, data);
    int index = 0;
    switch (var1) {
    case 0b00: {
        uint32_t follow = Read(2, 14, data);
        extraction(0, follow);
        break;
    }

    case 0b01: {
        uint32_t follow = Read(2, 26, data);
        extraction(1, follow);
        break;
    }


}

---

我不会搜索掩码和shift的所有值，但我可以告诉您如何计算第一个值。你读了（2，10），我们读了14位，所以移位很容易，因为你需要移位4位。二进制掩码为00111111110000 so 0x3FF0。当然，大端和小端可以在这里相互干扰，所以你必须注意数据的顺序是否正确。请注意，为了提高效率，您可以将变量存储在数组中，并将extraction（）更改为for循环。

您可以执行两个Read（）调用，一个用于14位，另一个用于26位，然后使用位掩码和移位来获取数据。因为您的两个代码是0和1，所以可以将掩码和移位存储在两个数组中，并使用相同的代码执行提取。Yap，这将非常有效。非常感谢你。