int24-24位整型数据类型

我写这篇文章是为了帮助我进行音频操作。这不是最快的,但对我很有效。)

const int INT24_MAX = 8388607;

class Int24
{
protected:
    unsigned char m_Internal[3];
public:
    Int24()
    {
    }

    Int24( const int val )
    {
        *this   = val;
    }

    Int24( const Int24& val )
    {
        *this   = val;
    }

    operator int() const
    {
        if ( m_Internal[2] & 0x80 ) // Is this a negative?  Then we need to siingn extend.
        {
            return (0xff << 24) | (m_Internal[2] << 16) | (m_Internal[1] << 8) | (m_Internal[0] << 0);
        }
        else
        {
            return (m_Internal[2] << 16) | (m_Internal[1] << 8) | (m_Internal[0] << 0);
        }
    }

    operator float() const
    {
        return (float)this->operator int();
    }

    Int24& operator =( const Int24& input )
    {
        m_Internal[0]   = input.m_Internal[0];
        m_Internal[1]   = input.m_Internal[1];
        m_Internal[2]   = input.m_Internal[2];

        return *this;
    }

    Int24& operator =( const int input )
    {
        m_Internal[0]   = ((unsigned char*)&input)[0];
        m_Internal[1]   = ((unsigned char*)&input)[1];
        m_Internal[2]   = ((unsigned char*)&input)[2];

        return *this;
    }

    /***********************************************/

    Int24 operator +( const Int24& val ) const
    {
        return Int24( (int)*this + (int)val );
    }

    Int24 operator -( const Int24& val ) const
    {
        return Int24( (int)*this - (int)val );
    }

    Int24 operator *( const Int24& val ) const
    {
        return Int24( (int)*this * (int)val );
    }

    Int24 operator /( const Int24& val ) const
    {
        return Int24( (int)*this / (int)val );
    }

    /***********************************************/

    Int24 operator +( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this + val );
    }

    Int24 operator -( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this - val );
    }

    Int24 operator *( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this * val );
    }

    Int24 operator /( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this / val );
    }

    /***********************************************/
    /***********************************************/


    Int24& operator +=( const Int24& val )
    {
        *this   = *this + val;
        return *this;
    }

    Int24& operator -=( const Int24& val )
    {
        *this   = *this - val;
        return *this;
    }

    Int24& operator *=( const Int24& val )
    {
        *this   = *this * val;
        return *this;
    }

    Int24& operator /=( const Int24& val )
    {
        *this   = *this / val;
        return *this;
    }

    /***********************************************/

    Int24& operator +=( const int val )
    {
        *this   = *this + val;
        return *this;
    }

    Int24& operator -=( const int val )
    {
        *this   = *this - val;
        return *this;
    }

    Int24& operator *=( const int val )
    {
        *this   = *this * val;
        return *this;
    }

    Int24& operator /=( const int val )
    {
        *this   = *this / val;
        return *this;
    }

    /***********************************************/
    /***********************************************/

    Int24 operator >>( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this >> val );
    }

    Int24 operator <<( const int val ) const
    {
        return Int24( (int)*this << val );
    }

    /***********************************************/

    Int24& operator >>=( const int val )
    {
        *this = *this >> val;
        return *this;
    }

    Int24& operator <<=( const int val )
    {
        *this = *this << val;
        return *this;
    }

    /***********************************************/
    /***********************************************/

    operator bool() const
    {
        return (int)*this != 0;
    }

    bool operator !() const
    {
        return !((int)*this);
    }

    Int24 operator -()
    {
        return Int24( -(int)*this );
    }

    /***********************************************/
    /***********************************************/

    bool operator ==( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this == (int)val;
    }

    bool operator !=( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this != (int)val;
    }

    bool operator >=( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this >= (int)val;
    }

    bool operator <=( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this <= (int)val;
    }

    bool operator >( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this > (int)val;
    }

    bool operator <( const Int24& val ) const
    {
        return (int)*this < (int)val;
    }

    /***********************************************/

    bool operator ==( const int val ) const
    {
        return (int)*this == val;
    }

    bool operator !=( const int val ) const
    {
        return (int)*this != val;
    }

    bool operator >=( const int val ) const
    {
        return (int)*this >= val;
    }

    bool operator <=( const int val ) const
    {
        return (int)*this <= val;
    }

    bool operator >( const int val ) const
    {
        return ((int)*this) > val;
    }

    bool operator <( const int val ) const
    {
        return (int)*this < val;
    }

    /***********************************************/
    /***********************************************/
};

根据需要,我会为它使用一个位域。

struct int24{
    unsigned int data : 24;
};

或者,如果分离更容易,只需使用3个字节(字符)。

顺便说一句,您在问题中提到的两个用例通常都使用32位整数。在音频处理的情况下,通常在加载音频块时转换为32位整数(最好是浮点数,以防止使用定点或整数数学时出现溢出情况),因为您不会同时将整个文件保存在内存中。

对于图像数据,人们往往只使用32位整数,而忽略所有alpha 8 alpha位,或者如果您处理的是压缩格式,那么最好还是将它们作为字符指针来处理,因为所有通道都是分开的。无论如何,这将是一个性能/内存权衡,因为分别写入一个int通常比三个chars快;但是它将占用25%的内存。

像这样的打包结构是编译器特有的。但是,在Visual Studio中,您可以执行以下操作使结构正好24位。

#pragma pack(push, 1)
struct int24{
    unsigned int data : 24;
};
#pragma pack(pop)

使用小于整数(32位或64位,具体取决于您的体系结构)的任何对象都是不理想的。较小数据类型(短等)的所有CPU操作都是使用整数算法完成的。必须完成与CPU之间的转换,从而减慢应用程序的速度(即使只是一点点)。

我的建议是:将它们存储为32(或64位)整数,以提高整体速度。当需要进行I/O时,您必须自己进行转换。

至于操作音频数据,有许多库可以为您处理I/O—除非您想开始学习如何存储PCM等—以及其他DSP功能。我建议你使用那些图书馆中的一个。

不-你真正能做的就是:

typedef int32_t int24_t;

这有助于提高代码/意图的可读性/明显性,但不会对范围或存储空间施加任何限制。