Вступ
Цілі числа
C#, як і багато статично типізованих мов, надає низку типів, які представляють цілі числа, і кожен із них має власний діапазон значень. На нижньому кінці тип sbyte має мінімальне значення -128 і максимальне значення 127. Як і в усіх цілочисельних типів, ці значення доступні як <type>.MinValue і <type>.MaxValue. На верхньому кінці тип long має мінімальне значення -9,223,372,036,854,775,808 і максимальне значення 9,223,372,036,854,775,807. А між ними лежать типи short і int.
Діапазони визначаються розрядністю типу, яку виділяє система. Наприклад, тип byte використовує 8 бітів, а тип long використовує 64 біти.
Кожен із наведених вище типів має відповідний беззнаковий тип: sbyte/byte, short/ushort, int/uint і long/ulong. У всіх випадках діапазон значень охоплює від 0 до найбільшого відʼємного значення зі знаком, помноженого на 2, плюс 1.
| Тип |
Розрядність |
Мінімум |
Максимум |
| sbyte |
8 біт |
-128 |
+127 |
| short |
16 біт |
-32_768 |
+32_767 |
| int |
32 біт |
-2_147_483_648 |
+2_147_483_647 |
| long |
64 біт |
-9_223_372_036_854_775_808 |
+9_223_372_036_854_775_807 |
| byte |
8 біт |
0 |
+255 |
| ushort |
16 біт |
0 |
+65_535 |
| uint |
32 біт |
0 |
+4_294_967_295 |
| ulong |
64 біт |
0 |
+18_446_744_073_709_551_615 |
Змінну (або вираз) одного типу можна легко перетворити в інший тип. Наприклад, під час присвоєння, якщо тип значення, яке присвоюють (ліва частина), гарантує, що значення лежить у межах діапазону типу, якому присвоюють (права частина), то присвоєння буде простим:
uint ui = uint.MaxValue;
ulong ul = ui; // no problem
З іншого боку, якщо діапазон типу, з якого присвоюють, не є підмножиною діапазону значень типу, якому присвоюють, то потрібна операція приведення типів (), навіть якщо конкретне значення входить до діапазону типу, якому присвоюють:
short s = 42;
uint ui = (uint)s;
Перетворення бітів
Клас BitConverter дає зручний спосіб перетворювати цілочисельні типи в масиви байтів і назад.
Вказівки
Робота над проєктом радіокерованої машинки триває. Пропускна здатність у системі телеметрії дуже обмежена, і ми маємо реалізувати протокол обміну повідомленнями для передавання даних телеметрії.
Дані передаються в буфері (масиві байтів). Коли надсилаються цілі числа, розмір буфера зменшується завдяки протоколу, описаному нижче.
Кожне значення слід подати в найменшому можливому цілому типі (типи byte і sbyte не враховуються, бо економія була б мізерною):
| Від |
До |
Тип |
| 4_294_967_296 |
9_223_372_036_854_775_807 |
long |
| 2_147_483_648 |
4_294_967_295 |
uint |
| 65_536 |
2_147_483_647 |
int |
| 0 |
65_535 |
ushort |
| -32_768 |
-1 |
short |
| -2_147_483_648 |
-32_769 |
int |
| -9_223_372_036_854_775_808 |
-2_147_483_649 |
long |
Значення слід перетворити на відповідну кількість байтів для призначеного йому типу. Повний буфер складається з байта, який указує кількість додаткових байтів у буфері (префіксний байт), а далі йдуть байти, що містять ціле число (байти даних).
Деякі типи використовують однакову кількість байтів (наприклад, типи uint та int). Зазвичай вони мали б однаковий префіксний байт, але це ускладнило б декодування. Щоб це обійти, протокол застосовує невелику хитрість: для знакових типів значення префіксного байта дорівнює 256 мінус кількість додаткових байтів у буфері.
У повідомленні надсилаються лише префіксний байт і та кількість наступних байтів, яку вказує префікс. Усередині як для надсилання, так і для отримання використовується буфер на 9 байтів (за потреби з кінцевими нулями).
1. Закодувати ціле значення, готове до надсилання
Реалізуйте статичний метод TelemetryBuffer.ToBuffer(), щоб закодувати буфер на основі параметра, переданого методу.
// Type: ushort, bytes: 2, signed: no, prefix byte: 2
TelemetryBuffer.ToBuffer(5)
// => {0x2, 0x5, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 };
// Type: int, bytes: 4, signed: yes, prefix byte: 256 - 4
TelemetryBuffer.ToBuffer(Int32.MaxValue)
// => {0xfc, 0xff, 0xff, 0xff, 0x7f, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 };
2. Декодувати отриманий буфер
Реалізуйте статичний метод TelemetryBuffer.FromBuffer(), щоб декодувати отриманий буфер і повернути значення у вигляді long.
TelemetryBuffer.FromBuffer(new byte[] {0xfc, 0xff, 0xff, 0xff, 0x7f, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 })
// => 2147483647
Якщо значення префіксного байта неочікуване, слід повернути 0.
Навчальна вправа
