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1. 字节与位的关系

• 1字节（Byte） = 8位（Bit），每个位的取值为 0 或 1。
• 可以用这8个位表示 8个独立的状态（如开关状态、标志位等）。

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2. 状态位的表示方法

(1) 位掩码（Bitmask）

通过位掩码操作，可以单独设置、读取或修改某一位的状态。

示例：定义状态位

csharp

// 定义8个状态位的掩码（1到8位） const byte Flag1 = 0b00000001, // 第1位（最低位） Flag2 = 0b00000010, Flag3 = 0b00000100, Flag4 = 0b00001000, Flag5 = 0b00010000, Flag6 = 0b00100000, Flag7 = 0b01000000, Flag8 = 0b10000000; // 第8位（最高位）

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3. 核心操作

(1) 设置某一位为1

csharp

byte status = 0; // 初始状态：所有位为0 status |= Flag1; // 设置Flag1为1（状态变为0b00000001） status |= Flag3; // 设置Flag3为1（状态变为0b00000101）

(2) 清除某一位为0

csharp

status &= ~Flag1; // 清除Flag1（状态变为0b00000100）

(3) 检查某一位是否为1

csharp

if ((status & Flag2) != 0) { Console.WriteLine("Flag2已启用"); // 如果Flag2为1则输出 }

(4) 获取所有状态位的二进制表示

csharp

string binary = Convert.ToString(status, 2).PadLeft(8, '0'); Console.WriteLine(binary); // 输出8位二进制字符串，如 "00000101"

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4. 典型应用场景

场景1：硬件控制（如GPIO）

csharp

// 控制8个LED的状态（每位代表一个LED） public void SetLEDs(byte status) { // 通过串口发送状态字节到硬件 serialPort.Write(new byte[] { status }, 0, 1); }

场景2：网络协议解析

解析包含标志位的协议字段：

csharp

byte protocolFlags = receivedData[0]; // 从网络包中读取字节 if ((protocolFlags & Flag5) != 0) { // 处理Flag5对应的逻辑 }

场景3：状态机

用一个字节管理8个状态：

csharp

enum States { State1 = 0b00000001, State2 = 0b00000010, // ... 其他状态 } byte currentState = 0; currentState |= (byte)States.State1; // 进入State1 currentState &= ~((byte)States.State2); // 退出State2

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5. 使用结构体简化操作（C#）

通过结构体和位字段特性（需unsafe上下文）：

csharp

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)] struct StatusFlags { [FieldOffset(0)] public byte All; // 全部8位 [FieldOffset(0)] public bool Flag1; // 第1位（自动映射到最低位） [FieldOffset(0)] public bool Flag2; // 第2位（需手动调整偏移） // 注意：C#的位字段需使用unsafe上下文，且位偏移需显式计算 }

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6. 注意事项

1. 位顺序：
   • C#中，最低位（LSB）对应掩码 0b00000001，最高位（MSB）是 0b10000000。
2. 性能：
   • 位操作非常高效（CPU级运算），适合实时系统。
3. 可读性：
   • 使用常量定义掩码，避免直接使用二进制/十六进制数值。

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7. 扩展应用

(1) 将状态位转换为字符串

csharp

public static string StatusToString(byte status) { return $"Flag1: {((status & Flag1) != 0)}, " + $"Flag2: {((status & Flag2) != 0)}, " + $"..."; // 依此类推 }

(2) 使用枚举简化操作

csharp

[Flags] enum StatusEnum : byte { None = 0, Flag1 = 0b00000001, Flag2 = 0b00000010, Flag3 = 0b00000100, // ... 其他标志 } StatusEnum status = StatusEnum.Flag1 | StatusEnum.Flag3; if (status.HasFlag(StatusEnum.Flag1)) { // ... }

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通过以上方法，可以用 1个字节高效管理8个独立状态，适用于嵌入式系统、网络协议、硬件控制等场景。