使用Java的位元填充錯誤檢測技術


位元填充是一種用於資料通訊系統中檢測和糾正資料傳輸過程中可能發生的錯誤的技術。它的工作原理是向被傳輸的資料新增額外的位元位,以便在發生錯誤時進行標記。

在Java中實現位元填充的一種常用方法是使用標誌位元組(例如0x7E)來指示幀的開始和結束,並使用特殊的轉義位元組(例如0x7D)來指示下一個位元組是填充位。例如,傳送方會在被傳輸資料中標誌位元組的每次出現之前新增一個填充位,以便接收方不會將標誌位元組誤認為幀的開始或結束。

以下是如何在Java中實現位元填充的示例:

public static byte[] bitStuff(byte[] data) {
    final byte FLAG = 0x7E;
    final byte ESCAPE = 0x7D;

    // Create a new byte array to store the stuffed data
    byte[] stuffedData = new byte[data.length * 2];

    // Keep track of the current index in the stuffed data array
    int stuffedIndex = 0;

    // Iterate through the original data
    for (int i = 0; i < data.length; i++) {
        byte b = data[i];

        // If the current byte is the flag or escape byte, stuff it
        if (b == FLAG || b == ESCAPE) {
            stuffedData[stuffedIndex++] = ESCAPE;
            stuffedData[stuffedIndex++] = (byte) (b ^ 0x20);
        } else {
            stuffedData[stuffedIndex++] = b;
        }
    }

    return stuffedData;
}

在接收端,您可以使用類似的概念來檢索原始資料。

public static byte[] bitUnStuff(byte[] data) {
    final byte FLAG = 0x7E;
    final byte ESCAPE = 0x7D;

    // Create a new byte array to store the unstuffed data
    byte[] unstuffedData = new byte[data.length];

    // Keep track of the current index in the unstuffed data array
    int unstuffedIndex = 0;

    // Iterate through the stuffed data
    for (int i = 0; i < data.length; i++) {
        byte b = data[i];

        // If the current byte is the escape byte, unstuff the next byte
        if (b == ESCAPE) {
            unstuffedData[unstuffedIndex++] = (byte) (data[++i] ^ 0x20);
        } else {
            unstuffedData[unstuffedIndex++] = b;
        }
    }

    return unstuffedData;
}

這是一個位元填充技術的簡單示例,可以對其進行增強以處理更多錯誤情況,並使用CRC或校驗和驗證資料。

示例

當然!以下是如何在一個簡單的程式中使用bitStuff()和bitUnStuff()方法的示例:

public static void main(String[] args) {
   byte[] data = {0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x7E};  // Hello~
   byte[] stuffedData = bitStuff(data);
   System.out.println("Original Data: "+Arrays.toString(data));
   System.out.println("Stuffed Data: "+ Arrays.toString(stuffedData));

   byte[] unstuffedData = bitUnStuff(stuffedData);
   System.out.println("Unstuffed Data: "+ Arrays.toString(unstuffedData));
}

執行此程式時,它將首先呼叫bitStuff()方法來填充原始資料,然後列印原始資料和填充後的資料。

然後,它將呼叫bitUnStuff()方法來檢索原始資料,然後列印解填充後的資料。

示例

對於給定的資料示例

0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F, 0x7E,

輸出

您將獲得以下輸出:

Original Data: [72, 101, 108, 108, 111, 126]
Stuffed Data: [72, 101, 108, 108, 111, 93, 30, 126]
Unstuffed Data: [72, 101, 108, 108, 111, 126]

您可以看到填充後的資料多了一個位元組93, 30,這是7E的填充版本。

您還可以看到解填充後的資料與原始資料相同,這證實資料已成功檢索,沒有任何錯誤。

更新於:2023年2月8日

997 次瀏覽

啟動您的職業生涯

完成課程獲得認證

開始學習
廣告