Mega Code Archive

 
Categories / Java Tutorial / File
 

Translates between byte arrays and strings of 0s and 1s

/*  * Copyright 2001-2004 The Apache Software Foundation.  *   * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");  * you may not use this file except in compliance with the License.  * You may obtain a copy of the License at  *   *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  *   * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.  * See the License for the specific language governing permissions and  * limitations under the License.  */ /**  * Translates between byte arrays and strings of "0"s and "1"s.  *   * @todo may want to add more bit vector functions like and/or/xor/nand  * @todo also might be good to generate boolean[] from byte[] et. cetera.  *   * @author Apache Software Foundation  * @since 1.3  * @version $Id $  */ public class BinaryCodec {   /*    * tried to avoid using ArrayUtils to minimize dependencies while using these    * empty arrays - dep is just not worth it.    */   /** Empty char array. */   private static final char[] EMPTY_CHAR_ARRAY = new char[0];   /** Empty byte array. */   private static final byte[] EMPTY_BYTE_ARRAY = new byte[0];   /** Mask for bit 0 of a byte. */   private static final int BIT_0 = 1;   /** Mask for bit 1 of a byte. */   private static final int BIT_1 = 0x02;   /** Mask for bit 2 of a byte. */   private static final int BIT_2 = 0x04;   /** Mask for bit 3 of a byte. */   private static final int BIT_3 = 0x08;   /** Mask for bit 4 of a byte. */   private static final int BIT_4 = 0x10;   /** Mask for bit 5 of a byte. */   private static final int BIT_5 = 0x20;   /** Mask for bit 6 of a byte. */   private static final int BIT_6 = 0x40;   /** Mask for bit 7 of a byte. */   private static final int BIT_7 = 0x80;   private static final int[] BITS = { BIT_0, BIT_1, BIT_2, BIT_3, BIT_4, BIT_5, BIT_6, BIT_7 };   /**    * Converts an array of raw binary data into an array of ascii 0 and 1    * characters.    *     * @param raw    *          the raw binary data to convert    * @return 0 and 1 ascii character bytes one for each bit of the argument    * @see org.apache.commons.codec.BinaryEncoder#encode(byte[])    */   public byte[] encode(byte[] raw) {     return toAsciiBytes(raw);   }   /**    * Converts an array of raw binary data into an array of ascii 0 and 1 chars.    *     * @param raw    *          the raw binary data to convert    * @return 0 and 1 ascii character chars one for each bit of the argument    * @throws EncoderException    *           if the argument is not a byte[]    * @see org.apache.commons.codec.Encoder#encode(java.lang.Object)    */   public Object encode(Object raw) throws RuntimeException {     if (!(raw instanceof byte[])) {       throw new RuntimeException("argument not a byte array");     }     return toAsciiChars((byte[]) raw);   }   /**    * Decodes a byte array where each byte represents an ascii '0' or '1'.    *     * @param ascii    *          each byte represents an ascii '0' or '1'    * @return the raw encoded binary where each bit corresponds to a byte in the    *         byte array argument    * @throws DecoderException    *           if argument is not a byte[], char[] or String    * @see org.apache.commons.codec.Decoder#decode(java.lang.Object)    */   public Object decode(Object ascii) throws RuntimeException {     if (ascii == null) {       return EMPTY_BYTE_ARRAY;     }     if (ascii instanceof byte[]) {       return fromAscii((byte[]) ascii);     }     if (ascii instanceof char[]) {       return fromAscii((char[]) ascii);     }     if (ascii instanceof String) {       return fromAscii(((String) ascii).toCharArray());     }     throw new RuntimeException("argument not a byte array");   }   /**    * Decodes a byte array where each byte represents an ascii '0' or '1'.    *     * @param ascii    *          each byte represents an ascii '0' or '1'    * @return the raw encoded binary where each bit corresponds to a byte in the    *         byte array argument    * @see org.apache.commons.codec.Decoder#decode(Object)    */   public byte[] decode(byte[] ascii) {     return fromAscii(ascii);   }   /**    * Decodes a String where each char of the String represents an ascii '0' or    * '1'.    *     * @param ascii    *          String of '0' and '1' characters    * @return the raw encoded binary where each bit corresponds to a byte in the    *         byte array argument    * @see org.apache.commons.codec.Decoder#decode(Object)    */   public byte[] toByteArray(String ascii) {     if (ascii == null) {       return EMPTY_BYTE_ARRAY;     }     return fromAscii(ascii.toCharArray());   }   // ------------------------------------------------------------------------   //   // static codec operations   //   // ------------------------------------------------------------------------   /**    * Decodes a byte array where each char represents an ascii '0' or '1'.    *     * @param ascii    *          each char represents an ascii '0' or '1'    * @return the raw encoded binary where each bit corresponds to a char in the    *         char array argument    */   public static byte[] fromAscii(char[] ascii) {     if (ascii == null || ascii.length == 0) {       return EMPTY_BYTE_ARRAY;     }     // get length/8 times bytes with 3 bit shifts to the right of the length     byte[] l_raw = new byte[ascii.length >> 3];     /*      * We decr index jj by 8 as we go along to not recompute indices using      * multiplication every time inside the loop.      */     for (int ii = 0, jj = ascii.length - 1; ii < l_raw.length; ii++, jj -= 8) {       for (int bits = 0; bits < BITS.length; ++bits) {         if (ascii[jj - bits] == '1') {           l_raw[ii] |= BITS[bits];         }       }     }     return l_raw;   }   /**    * Decodes a byte array where each byte represents an ascii '0' or '1'.    *     * @param ascii    *          each byte represents an ascii '0' or '1'    * @return the raw encoded binary where each bit corresponds to a byte in the    *         byte array argument    */   public static byte[] fromAscii(byte[] ascii) {     if (ascii == null || ascii.length == 0) {       return EMPTY_BYTE_ARRAY;     }     // get length/8 times bytes with 3 bit shifts to the right of the length     byte[] l_raw = new byte[ascii.length >> 3];     /*      * We decr index jj by 8 as we go along to not recompute indices using      * multiplication every time inside the loop.      */     for (int ii = 0, jj = ascii.length - 1; ii < l_raw.length; ii++, jj -= 8) {       for (int bits = 0; bits < BITS.length; ++bits) {         if (ascii[jj - bits] == '1') {           l_raw[ii] |= BITS[bits];         }       }     }     return l_raw;   }   /**    * Converts an array of raw binary data into an array of ascii 0 and 1    * character bytes - each byte is a truncated char.    *     * @param raw    *          the raw binary data to convert    * @return an array of 0 and 1 character bytes for each bit of the argument    * @see org.apache.commons.codec.BinaryEncoder#encode(byte[])    */   public static byte[] toAsciiBytes(byte[] raw) {     if (raw == null || raw.length == 0) {       return EMPTY_BYTE_ARRAY;     }     // get 8 times the bytes with 3 bit shifts to the left of the length     byte[] l_ascii = new byte[raw.length << 3];     /*      * We decr index jj by 8 as we go along to not recompute indices using      * multiplication every time inside the loop.      */     for (int ii = 0, jj = l_ascii.length - 1; ii < raw.length; ii++, jj -= 8) {       for (int bits = 0; bits < BITS.length; ++bits) {         if ((raw[ii] & BITS[bits]) == 0) {           l_ascii[jj - bits] = '0';         } else {           l_ascii[jj - bits] = '1';         }       }     }     return l_ascii;   }   /**    * Converts an array of raw binary data into an array of ascii 0 and 1    * characters.    *     * @param raw    *          the raw binary data to convert    * @return an array of 0 and 1 characters for each bit of the argument    * @see org.apache.commons.codec.BinaryEncoder#encode(byte[])    */   public static char[] toAsciiChars(byte[] raw) {     if (raw == null || raw.length == 0) {       return EMPTY_CHAR_ARRAY;     }     // get 8 times the bytes with 3 bit shifts to the left of the length     char[] l_ascii = new char[raw.length << 3];     /*      * We decr index jj by 8 as we go along to not recompute indices using      * multiplication every time inside the loop.      */     for (int ii = 0, jj = l_ascii.length - 1; ii < raw.length; ii++, jj -= 8) {       for (int bits = 0; bits < BITS.length; ++bits) {         if ((raw[ii] & BITS[bits]) == 0) {           l_ascii[jj - bits] = '0';         } else {           l_ascii[jj - bits] = '1';         }       }     }     return l_ascii;   }   /**    * Converts an array of raw binary data into a String of ascii 0 and 1    * characters.    *     * @param raw    *          the raw binary data to convert    * @return a String of 0 and 1 characters representing the binary data    * @see org.apache.commons.codec.BinaryEncoder#encode(byte[])    */   public static String toAsciiString(byte[] raw) {     return new String(toAsciiChars(raw));   } }