在藍牙項目的開發(fā)過程中枢泰，會遇到了一些與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的問題
- 數(shù)據(jù)大小端的介紹
- 大小端數(shù)據(jù)模式的轉(zhuǎn)換
- 按位運算，左移铝噩、右移運算
?? AppStore：記錄Box
一衡蚂、數(shù)據(jù)大小端的介紹
a. 大小端表示數(shù)據(jù)在計算機中的存放順序。
b. 大端模式符合人類的正常思維骏庸，高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址毛甲。
c. 小端模式方便計算機處理，高字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址具被。
d. iOS中默認(rèn)的是小端存儲玻募。
你可以在Xcode中運行下面這兩行代碼，就會打印出大小端模式一姿。
short int number = 0x8866;
NSLog(@"%@",[NSString stringWithFormat:@"%x",((char *)&number)[0]].intValue == 66 ? @"小端模式" : @"大端模式");
二补箍、大小端數(shù)據(jù)模式的轉(zhuǎn)換
藍牙通信的時候，從硬件接收到的數(shù)據(jù)是NSData類型啸蜜，我們需要對數(shù)據(jù)進行解析才能拿到真正方便使用的數(shù)據(jù)坑雅。
但是接收到的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的保存順序可能與我們希望的相反，所以在解析的過程中就涉及到了大小端的轉(zhuǎn)換問題衬横。
其實iOS的大小端轉(zhuǎn)換非常方便裹粤，在蘋果的Core Fundation中就提供了進行這些數(shù)據(jù)處理的方法。Apple官方文檔
下面我就舉幾個例子，一起來看一下Fundation中與大小端有關(guān)方法的基本使用遥诉。
1拇泣、CFByteOrderGetCurrent()
返回當(dāng)前電腦的大小端模式
CFByteOrderGetCurrent()
返回的值是一個如下的枚舉
enum __CFByteOrder {
CFByteOrderUnknown, // 未知的
CFByteOrderLittleEndian, // 小端模式
CFByteOrderBigEndian // 大端模式
};
2、CFSwapInt16()
轉(zhuǎn)換一個16位的整型數(shù)字
// 把數(shù)字15轉(zhuǎn)換模式
CFSwapInt16(15)
// 上面運算得到的結(jié)果十進制為3840矮锈，十六進制為0xF00霉翔。
// 而0xF00反轉(zhuǎn)過來就是0xF = 15，所以證明這個方法確實對15進行了反轉(zhuǎn)苞笨。
3债朵、CFSwapInt16BigToHost()
把一個16位的整型數(shù)字從大端模式轉(zhuǎn)為本機數(shù)據(jù)存放模式。如果本機為大端模式瀑凝，則原值不變序芦。
// 把大端模式的數(shù)字Number轉(zhuǎn)為本機數(shù)據(jù)存放模式
CFSwapInt16BigToHost(Number)
4、CFSwapInt32HostToBig()
把一個32位本機模式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為大端模式粤咪。如果本機為大端模式谚中，則原值不變。
// 把本地存儲模式的數(shù)字Number轉(zhuǎn)為大端模式
CFSwapInt32HostToBig(Number)
還有好多方法（詳見官方文檔）寥枝，基本都是大同小異宪塔，從字面就可以理解它的用法。
通常能用到的也就那么兩三個囊拜。
一般需求是把大端轉(zhuǎn)成本地模式蝌麸，也就是小端模式。
CFSwapInt16BigToHost
CFSwapInt32BigToHost
下面是封裝好了的兩個方法艾疟，在開發(fā)中可以直接用來解析數(shù)據(jù)。
兩個方法分別返回Signed和Unsigned類型的數(shù)據(jù)敢辩。
代碼中的location代表準(zhǔn)備解析的數(shù)據(jù)的位置蔽莱，offset代表需要解析幾位。
- 需要注意的是戚长，當(dāng)僅僅是解析1位數(shù)據(jù)的時候盗冷，就不需要使用像CFSwapInt16BigToHost這樣的方法了，具體可以查閱代碼同廉。
// 轉(zhuǎn)為本地大小端模式 返回Signed類型的數(shù)據(jù)
+(signed int)signedDataTointWithData:(NSData *)data Location:(NSInteger)location Offset:(NSInteger)offset {
signed int value=0;
NSData *intdata= [data subdataWithRange:NSMakeRange(location, offset)];
if (offset==2) {
value=CFSwapInt16BigToHost(*(int*)([intdata bytes]));
}
else if (offset==4) {
value = CFSwapInt32BigToHost(*(int*)([intdata bytes]));
}
else if (offset==1) {
signed char *bs = (signed char *)[[data subdataWithRange:NSMakeRange(location, 1) ] bytes];
value = *bs;
}
return value;
}
// 轉(zhuǎn)為本地大小端模式 返回Unsigned類型的數(shù)據(jù)
+(unsigned int)unsignedDataTointWithData:(NSData *)data Location:(NSInteger)location Offset:(NSInteger)offset {
unsigned int value=0;
NSData *intdata= [data subdataWithRange:NSMakeRange(location, offset)];
if (offset==2) {
value=CFSwapInt16BigToHost(*(int*)([intdata bytes]));
}
else if (offset==4) {
value = CFSwapInt32BigToHost(*(int*)([intdata bytes]));
}
else if (offset==1) {
unsigned char *bs = (unsigned char *)[[data subdataWithRange:NSMakeRange(location, 1) ] bytes];
value = *bs;
}
return value;
}
三仪糖、按位運算，左移迫肖、右移運算
在講解位運算和左右移之前锅劝，先來回憶回憶基本的數(shù)據(jù)計量單位。
1字節(jié)是一個8位的數(shù)據(jù)蟆湖，可以代表從0-255共256個數(shù)字故爵。
1B（byte，字節(jié)）= 8 bit（位）隅津。
模擬一次解析數(shù)據(jù)的過程：
- 假如藍牙每次發(fā)過來的數(shù)據(jù)大小為32個字節(jié)诬垂，這個數(shù)據(jù)在NSData類型下Log出來是這個樣子：<0aa60000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000059 9db56800 00260b01>
- 每兩個數(shù)字表示一個十六進制的數(shù)據(jù)劲室，例如最左邊的0a代表了一個字節(jié)，也就是0x0A = 10结窘。
- 現(xiàn)在我們要截取最左邊的0aa6這兩個字節(jié)（16位）很洋，這個數(shù)據(jù)是UInt16類型，那么首先要做的就是運用上面封裝好了的大小端轉(zhuǎn)換方法來截取這兩個字節(jié)隧枫，下面代碼中的result就是所需要的數(shù)據(jù)喉磁。
// 從第0位開始，截取2個字節(jié)悠垛，所以location是0线定，offset是2
UInt16 result = [self unsignedDataTointWithData:data Location:0 Offset:2];
可是拿到result之后工作還沒有結(jié)束。
- 需求：result的二進制是0000 1010 1010 0110确买，一個16位的數(shù)字斤讥，假如與硬件工程師提前說好了，低4位（0110）代表組數(shù)湾趾，5-8位（1010）代表每組的人數(shù)芭商。
如何分別拿出所需的數(shù)據(jù)呢？
這時候搀缠，位運算就派上用場了铛楣。
一起來看看位運算和左右移的基本使用方法和情景，需求的答案也在其中艺普。
1簸州、按位與 &
同為1為1，否則為0
例如：3 & 5
0000 0011
0000 0101
0000 0001 = 1
所以 3 & 5=1
特點：
（1）清零：任何數(shù)和0相與歧譬，結(jié)果為0.
（2）取出指定位的值岸浑。取哪一位，就把對應(yīng)的位定為1瑰步。
例如：
拿到了一個16位的數(shù)據(jù)result = 0000 1010 1010 0110矢洲，如何拿到這個數(shù)據(jù)的低4位呢？
就可以使用按位與缩焦，代碼如下
// 0x000f == 0000 0000 0000 1111
// 按位與上result之后读虏，得到的number == 0000 0000 0000 0110 就是低4位的數(shù)據(jù)0110
int number = result & 0x000f;
2、按位或 |
只要有一個為1就為1
負數(shù)按補碼的形式參加按位或運算
例如：3 | 5
0000 0011
0000 0101
0000 0111 = 7
所以 3 | 5=7
特點：
（1）對數(shù)據(jù)的某些位置1袁滥。
例如：
將X=1010 0000的后四位置1
1010 0000
0000 1111
1010 1111
這樣后4位就全為1了
3盖桥、異或運算 ^
如果對應(yīng)的位不同則為1，相同為0
例如 3 ^ 5
0000 0011
0000 0101
0000 0110
所以 3 ^ 5= 6
特點：
（1）特定位翻轉(zhuǎn)题翻，哪一位需要翻轉(zhuǎn)就把對應(yīng)的位設(shè)置為1
（2）任何數(shù)和0異或葱轩，原值不變。
（3）異或運算可以交換位置：3 ^ 5 ^ 6 == 3 ^ 6 ^ 5
（4）相同的數(shù)異或等于0：9 ^ 9 == 0
（5）a ^ b ^ a == b
4、取反 ~
0變1靴拱，1變0
例如 ~3
0000 0011
1111 1100
特點：
（1）配合按位與把一個數(shù)的最低位設(shè)置為0
例如：
把X=1011 0111按位與（~1）
X & (~1) = 1011 0110
這樣最后一位就為0了
5垃喊、左移運算 <<
二進制位全部左移若干位，左邊的丟棄袜炕，右邊補0
例如 3<<2
0000 0011 = 3
0000 1100 = 12 (左移后)
左移3<<2 == 12
特點：
若左移時舍棄的最高位不包含1本谜，則每左移一位，就乘以一次2.
所以a<<n 就是 a乘以2的n次方
6偎窘、右移運算 >>
二進制右移若干位乌助，正數(shù)左邊補0，負數(shù)左邊補1陌知，右邊丟棄他托。
例如 12>>2
0000 1100 = 12
0000 0011 = 2 (右移后)
右移12>>2 == 3
特點：
每右移一位，就除以一次2.
a>>n 就是 a除以2的n次方
例如：
繼續(xù)用上面按位與的例子仆葡，
拿到了一個16位的數(shù)據(jù)result = 0000 1010 1010 0110赏参，如何拿到這個數(shù)據(jù)的5-8位呢？
首先運用按位與把5-8位之外的數(shù)據(jù)全部置0沿盅，然后用右移來拿到具體數(shù)值把篓。
代碼如下
// 0x00f0 == 0000 0000 1111 0000，result按位與0xf0之后腰涧，結(jié)果為0000 0000 1010 0000
// 然后右移4位韧掩，得到最終所需要的數(shù)據(jù)number == 0000 0000 0000 1010
int number = (result & 0x00f0) >> 4;
