如何将比特数组转换为数值（而非字节字符串）以直接进行数值比较？

我有如下比特数组：

val cells = arrayOf(
  0b1, 0b1, 0b1,
  0b0, 0b0, 0b0,
  0b0, 0b0, 0b0,
)

我希望将其转换为类似0b111000000这样的数值，以便后续与其他数值直接比较：

val cells = arrayOf(
  0b1, 0b1, 0b1,
  0b0, 0b0, 0b0,
  0b0, 0b0, 0b0,
)

print(arrayOfBitsToByte(cells) == 0b111000000)

我目前能通过字符串转换实现比较：

val cells = arrayOf(
  0b1, 0b1, 0b1,
  0b0, 0b0, 0b0,
  0b1, 0b1, 0b1,
)

print(cells.joinToString("") == 0b111000000.toString(2))

但这种方式依赖字符串转换，我想知道有没有不转字符串、直接做数值比较的方法。

当然可以，直接通过位运算就能把比特数组转换成对应的数值，完全不需要字符串转换。

实现思路是遍历数组中的每个比特位，根据它在数组中的位置，将其移动到数值对应的二进制位上，最后累加得到目标数值。

比如可以写这样一个函数：

fun arrayOfBitsToLong(cells: Array<Int>): Long {
    var result = 0L
    cells.forEachIndexed { index, bit ->
        // 数组第一个元素对应最高位，计算需要左移的位数
        val shiftAmount = cells.size - 1 - index
        result = result or ((bit and 1).toLong() shl shiftAmount)
    }
    return result
}

这里用Long是为了兼容更长的数组，如果你的数组长度不超过32位，也可以替换成Int类型。

测试验证：

val cells = arrayOf(
    0b1, 0b1, 0b1,
    0b0, 0b0, 0b0,
    0b0, 0b0, 0b0,
)

// 直接数值比较，无需字符串转换
println(arrayOfBitsToLong(cells) == 0b111000000L) // 输出 true

val anotherCells = arrayOf(
    0b1, 0b1, 0b1,
    0b0, 0b0, 0b0,
    0b1, 0b1, 0b1,
)

println(arrayOfBitsToLong(anotherCells) == 0b111000111L) // 输出 true

原理说明 #

• forEachIndexed遍历数组，同时获取每个比特的索引和值
• shiftAmount计算当前比特需要左移的位数：数组第一个元素对应二进制数的最高位，因此用数组总长度减1再减索引，比如9个元素的数组，第一个元素（index=0）需要左移8位，对应二进制的第8位（从0开始计数）
• bit and 1确保只取比特的最低位（避免输入的bit不是0或1的异常情况）
• shl是左移操作，把当前比特放到对应的位置，再用or操作累加到结果中

这样就能直接得到对应的数值，之后就可以和目标数值直接做相等比较，完全绕开字符串转换的开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ayelsew