使用 Java 的位填充错误检测技术
javaobject oriented programmingprogramming更新于 2024/6/4 12:35:00
位填充是数据通信系统中用于检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误的技术。它的工作原理是向正在传输的数据添加额外的位，以便在发生错误时进行标记。
在 Java 中实现位填充的一种常见方法是使用标志字节(例如 0x7E)来指示帧的开始和结束，并使用特殊的转义字节(例如 0x7D)来指示下一个字节是填充位。例如，发送方会在正在传输的数据中每次出现标志字节之前添加一个填充位，这样标志字节就不会被误认为是接收方的帧的开始或结束。
以下是您在 Java 中实现位填充的示例 -
public static byte[] bitStuff(byte[] data) {
final byte FLAG = 0x7E;
final byte ESCAPE = 0x7D;
// 创建一个新的字节数组来存储填充数据
byte[] stuffedData = new byte[data.length * 2];
// 跟踪填充数据数组中的当前索引
int stuffedIndex = 0;
// 遍历原始数据
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
byte b = data[i];
// 如果当前字节是标志或转义字节，则填充它
if (b == FLAG || b == ESCAPE) {
stuffedData[stuffedIndex++] = ESCAPE;
stuffedData[stuffedIndex++] = (byte) (b ^ 0x20);
} else {
stuffedData[stuffedIndex++] = b;
}
}
return stuffedData;
}
在接收方，您可以使用类似的概念来检索原始数据。
public static byte[] bitUnStuff(byte[] data) {
final byte FLAG = 0x7E;
final byte ESCAPE = 0x7D;
// 创建一个新的字节数组来存储未填充的数据
byte[] unstuffedData = new byte[data.length];
// 跟踪未填充数据数组中的当前索引
int unstuffedIndex = 0;
// 遍历填充的数据
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
byte b = data[i];
// 如果当前字节是转义字节，则取消填充下一个字节
if (b == ESCAPE) {
unstuffedData[unstuffedIndex++] = (byte) (data[++i] ^ 0x20);
} else {
unstuffedData[unstuffedIndex++] = b;
}
}
return unstuffedData;
}
这是位填充技术的一个基本示例，可以对其进行增强以处理更多错误情况，还可以使用 CRC 或校验和验证数据。
示例
当然!以下是一个简单的程序中如何使用 bitStuff() 和 bitUnStuff() 方法的示例 -
public static void main(String[] args) {
byte[] data = {0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x7E}; // 你好~
byte[] stuffedData = bitStuff(data);
System.out.println("原始数据:"+Arrays.toString(data));
System.out.println("填充数据:"+ Arrays.toString(stuffedData));
byte[] unstuffedData = bitUnStuff(stuffedData);
System.out.println("未填充数据:"+ Arrays.toString(unstuffedData));
}
运行此程序时，它将首先调用 bitStuff() 方法来填充原始数据，然后打印出原始数据和填充后的数据。
然后它将调用 bitUnStuff() 方法来检索原始数据，然后它将打印未填充的数据。
示例
对于给定的数据示例
0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x7E,
输出
您将获得输出为
原始数据:[72, 101, 108, 108, 111, 126] 填充数据:[72, 101, 108, 108, 111, 93, 30, 126] 未填充数据:[72, 101, 108, 108, 111, 126]
您可以看到填充数据有一个额外的字节 93, 30，这是 7E 的填充版本。
您还可以看到未填充的数据与原始数据相同，这证实数据已成功检索且没有任何错误。
