Luaを使用してバイトのペアを符号付き16ビット整数に変換するにはどうすればよいですか？

Question

私はバイナリファイルに小さな（16ビットまで）符号付き整数をシリアル化する必要があるプログラムを書いています。その一環として、整数を2バイトに分割する関数と、このバイトのペアを元の整数に戻す関数を記述する必要があります。

私の心に来た最初のアイデアは、私はCにそれを解決する方法と同様に、この問題を解決することでした：Luaの整数は実際に64ビットとIを持っているので

function dump_i16(n) 
    assert (-0x8000 <= n and n < 0x8000) -- 16 bit 
    local b1 = (n >> 8) & 0xff 
    local b2 = (n >> 0) & 0xff 
    return b1, b2 
end 

function read_i16(b1, b2) 
    assert (0 <= b1 and b1 <= 0xff) -- 8 bit 
    assert (0 <= b2 and b2 <= 0xff) -- 8 bit 
    return (b1 << 8) | (b2 << 0) 
end 

しかし、これらの関数は負の数値でブレークそれが負の数のために正しく動作するように、私のread_i16機能を変更するためのクリーンな方法は何でしょう

-- Positive numbers are OK 
print(read_i16(dump_i16(17))) -- 17 
print(read_i16(dump_i16(42))) -- 42 

-- Negative numbers don't round trip. 
print(read_i16(dump_i16(-1))) -- 65535 = 2^16 - 1 
print(read_i16(dump_i16(-20))) -- 65516 = 2^16 - 20 

：下位16ビットのみを保持するのですか？

可能であれば、Cコードを書くことなく、純粋なLua 5.3を使用してこれを行うことをお勧めします。

Answer 1

ルア5.3には特別な変換機能があります。ビッグエンディアン順に整数-32768..32767長さ2の文字列にを変換する

：

local a_string = string.pack(">i2", your_integer) 

（変換されている「a_string」の最初の2バイト）、それをバック変換するには：

local an_integer = string.unpack(">i2", a_string) 

Answer 2

署名を処理するには、論理右シフトが必要です。 Difference between >>> and >>を参照してください。ルアはそれを持っていないので、あなたは自分自身を持っています。 Luaの整数はデフォルトで64であるため、シフトから64を差し引いてマスクします。

function dump_i16(n) 
    assert (-0x8000 <= n and n < 0x8000) 
    local b1 = (n >> 8) & ~(-1<<(64-8)) 
    local b2 = (n >> 0) & 0xff 
    return b1, b2 
end 

Answer 3

read_i16を解決する1つの方法はstring.packによって内部的に使用される符号拡張アルゴリズムを使用することです：

function read_i16(b1, b2) 
    assert (0 <= b1 and b1 <= 0xff) 
    assert (0 <= b1 and b2 <= 0xff) 
    local mask = (1 << 15) 
    local res = (b1 << 8) | (b2 << 0) 
    return (res ~ mask) - mask 
end