C/C++でバイナリファイルから特定の部分列の数値を読み出し10進数にする方法

Question

ビッグインディアン形式のバイナリファイルA.binには、長さが32で2進数の情報が入っていたとします。
例えば01010001 10100100 01000110 10010110というようにです。
この時、a番目からb番目までの並びの数字の列を10進数にしてint型の文字列に入れるにはどうすれば良いでしょうか。
CもしくはC++のコード例を教えていただけると幸いです。
何か足りない情報があればご指摘をお願いします。

追記
上記のa,bはそれぞれ部分列のインデックスの最初(左)と最後(右)で、0始まりとなっています。
私が最終的に行いたいのは、数MB以上のバイナリファイルの読み込みです。
このバイナリファイルには装置が測定測定するごとに120個の0/1の並びが追加されます。1回の測定で追加される要素120の配列中の部分列[62, 80]が、測定量Aを2進数で表記したものになっています。このAを何らかの変数に入れてさらに計算したいと考えています。

Comments

[jimbe]

まず A.bin のバイナリダンプをご提示されては如何でしょうか。
また、「int型の文字列」とは何でしょう。c/c++ での変数の型を教えて下さい。
そして、「例えば」のデータに対し「例えば」 a や b をどんな値にしたら「int型の文字列」の変数にどんな値が入るようにしたいのか、例えで示していただけますか。
最後に、これはどこかから出された課題でしょうか。ご自身ではどこまで出来ているでしょうか

[tatsu99]

a番目というのは左側からですか。それとも、右側からですか。
また、例えば、左側からだとして、一番左側は、０番目ですか。それとも１番目ですか。（０始まりか１始まりかです）

[thkana]

細かいことですが、ビッグ「エンディアン」(大きなインド人ではなく、アドレスの大きい方が表記の終了側、とかそんなような意)なので修正しておいたほうがよいかと思います。

[jimbe]

> このバイナリファイルには装置が測定測定するごとに120個の0/1の並びが追加されます。

その 0/1 というのがビットなのかバイトなのかもはっきりしないのですが、どちらでしょう。

Answer 1

このバイナリファイルには装置が測定測定するごとに120個の0/1の並びが追加されます。1回の測定で追加される要素120の配列中の部分列[62, 80]が、測定量Aを2進数で表記したものになっています。このAを何らかの変数に入れてさらに計算したいと考えています。

1回の出力で１５バイト単位でファイルに書き込まれると解釈しました。
以下は、ファイルから１５バイトを読み込み、その１５バイトの領域の開始位置と終了位置を指定して、
値を取り出すサンプルです。開始位置＝６２、終了位置＝８０としています。
符号は考慮していません。符号なし整数として扱っています。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define BSIZE   (15)
int getval(unsigned char *buff,int st,int en,unsigned int *uval,char *bits);
int getbit(unsigned char *buff,int pos);
int main()
{
    FILE    *fp;
    unsigned char buff[BSIZE];
    int ret;
    unsigned int val;
    char bits[33];
    fp = fopen("A.bin","rb");
    if (fp == NULL){
        printf("fopen error\n");
        return 10;
    }
    ret = fread(buff,1,BSIZE,fp);
    if (ret != BSIZE){
        printf("fread error\n");
    }
    fclose(fp);
    ret = getval(buff,62,80,&val,bits);
    if (ret == 0){
        printf("normal end val = %u bit string=[%s]\n",val,bits);
    }else{
        printf("parameter error\n");
    }
    return 0;
}
//buff:バイナリデータバッファ
//st:開始位置
//en:終了位置
//uval:該当位置の値
//bits:該当位置のビットの並び（文字列）
//戻り値: 正常終了=0 パラメータエラー=-1
int getval(unsigned char *buff,int st,int en,unsigned int *uval,char *bits)
{
    char wbits[33];
    unsigned wval = 0;
    memset(wbits,0x00,sizeof(wbits));
    int bit;
    int i;
    if (st >= BSIZE * 8) return -1;
    if (en >= BSIZE * 8) return -1;
    if (st > en) return -1;
    if ((en - st) > 31) return -1;
    for (i = st; i <= en; i++){
        bit = getbit(buff,i);
        wval = wval * 2 + bit;
        wbits[i-st] = bit + 0x30;
    }
    *uval = wval;
    strcpy(bits,wbits);
    return 0;
}
//buff:バイナリデータバッファ
//pos:ビット位置
//戻り値 指定位置のビット状態(0又は1)
int getbit(unsigned char *buff,int pos)
{
    int i;
    int j;
    i = pos / 8;
    j = pos % 8;
    if (((*(buff+i) << j) & 0x80) == 0) return 0;
    return 1;
}

実行結果
D:\goo\c\test_bit>fdump A.bin
000000: 0000 0000 0000 0002 3456 789a 0000 00 |........4Vx.... |

D:\goo\c\test_bit>goo1
normal end val = 288940 bit string=[1000110100010101100]

62は7byte目の6番目のビット
80は10bytes目の0番目のビット

Answer 2

とりあえず、 120 バイトレコードの 62-80 の LSB を集めて数値化 (MSB が先 ) はこんな風でしょうか。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define RECORD_SIZE 120
#define START 62
#define END 80

int main(int argc, char *argv[]) {
  if(argc != 2) {
    fprintf(stderr, "Usage: %s <filename>", argv[0]);
    return(1);
  }

  FILE *fp = fopen(argv[1], "rb");
  if(fp == 0) {
    fprintf(stderr, "fopen error. filename='%s'\n", argv[1]);
    return(1);
  }

  char buf[RECORD_SIZE];

  while(fread(buf, sizeof(buf), 1, fp)) {
    int value = 0;
    for(int i=START; i<=END; i++) {
      value = (value << 1) | (buf[i] & 1);
    }
    printf("%d\n", value);
  }

  fclose(fp);

  //fprintf(stderr, "end.\n");
}

Answer 3

こんなのもアリか:

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {

  std::bitset<32> input(0b01010001'10100100'01000110'10010110);
  // inputを文字列に変換し、4文字目から８文字分を切り出してbitset<8>に変換
  std::bitset<8> output(input.to_string().substr(4,8));
  // できたかな?
  std::cout << output.to_ulong() << " : " << output.to_string() << std::endl;
}

Answer 4

a番目からb番目までの並びの数字の列を10進数にしてint型の文字列に入れ

基本的な誤解があるようですが、intの中身は2進数の数値であり、10進数でも文字列でもないです。
intの値を10進数の文字列に変換するのは、printf系の関数です。

バイナリーデータを読むのであれば、

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(){
    FILE *f;
    u_int32_t data;

    f = fopen("0","rb");
    fread(&data, sizeof data, 1, f);
    data = ntohl(data);
    ～～
}

で、dataの中にそのまま読めます。あとは「a番目からb番目」までに相当する部分をシフト演算で取り出します。
MSBが1番目、LSBが32番目だとすると、

    data >>= 32-b;
    data &=  0xffffffff >> a-1;