C語言位操作--奇偶校驗算法

     信息是以比特流的方式傳輸的，類似01000001。在傳輸過程中，有可能會發生錯誤，比如，我們存儲了01000001，但是取出來卻是01000000，即低位由0變成了1。為了檢測到這種錯誤，我們可以通過“奇偶校驗”來實現。假如，我們存儲的數據是一個字節，8個比特位，那我們就可以計算每個字節比特位是1的個數，如果是偶數個1，那么，我們就把第九個位設為1，如果是奇數個1，那么就把第九個位設為0，這樣連續9個字節比特位為1的位數肯定是奇數。這中方法叫做“奇校驗”，“偶校驗”和此類似。當然，在實際應用中，也可以把一個字節的前7位作為數據位，最后一個為作為校驗位。

1、奇偶校驗的常規方法：

unsigned int v;       // 待檢測的數字
bool parity = false;  //初始判斷標記
while (v)
{
  parity = !parity;
  v = v & (v - 1);
}

通過while循環，每執行一次，v中1的數目就會減少1，如果v中1的數目為奇數，則parity=true，否則parity=false。

2、通過構建字典表進行奇偶校驗：

static const bool ParityTable256[256] = 
{
#   define P2(n) n, n^1, n^1, n
#   define P4(n) P2(n), P2(n^1), P2(n^1), P2(n)
#   define P6(n) P4(n), P4(n^1), P4(n^1), P4(n)
    P6(0), P6(1), P6(1), P6(0)
};

通過嵌套宏定義，制作一張包括0~255各個數字中包含1的個數，其中包含偶數個1，則ParityTable256[i]=0，否則ParityTable256[i]=1；

如果要判定char類型的b中i的個數的奇偶，可以直接使用下面的代碼：

unsigned char b;  
bool parity = ParityTable256[b];

而對於32-bit的數，則使用下面的代碼：

unsigned int v;
v ^= v >> 16;
v ^= v >> 8;
bool parity = ParityTable256[v & 0xff];

原理：

（1）通過v^=v>>16，將v中的低16位與高16位進行按位或（^）操作， 相當於0~16位保留1的總個數的奇偶與v中的1的總  個數的奇偶相同；

（2）通過v^=v>>8,將v中的9~16位與0~8位進行按位或（^）操作，相當於0~8位保留1的總個數的奇偶與0~16中1的總個數的奇偶相同；

（3）通過（1）（2）操作，最初v中1的總個數的奇偶與最后v中1~8位中1的總個數的奇偶相同，v&0xff相當於獲取v中1~8比特位的1，然后再查表即可。

或者使用如下的代碼：

unsigned char * p = (unsigned char *) &v;
parity = ParityTable256[p[0] ^ p[1] ^ p[2] ^ p[3]];

原理：取v的地址，並進行強制類型轉換為char*，

e.g. v=1234

二進制表示為：

00000000

00000000

00000100

11010010

p[0]:11010010

p[1]:00000100

p[2]:00000000

p[3]:00000000

    ^------------

       11010110

 通過p[0] ^ p[1] ^ p[2] ^ p[3]] 操作，將p[i]中的所有的1都放在一個8位的數中，然后查表即可

3、使用64位乘法與模除法進行奇偶校驗

unsigned char b;
bool parity = 
  (((b * 0x0101010101010101

原理：
0x0101010101010101ULL：//0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001 0000 0001

0x8040201008040201ULL：//1000 0000 0100 0000 0010 0000 0001 0000 0000 1000 0000 0100 0000 0010 0000 0001

0x1FF :  //0001 1111 1111

 b * 0x0101010101010101ULL  將1~8位設置為b的二進制比特位，