class Solution { private: const uint32_t M1 = 0x55555555; // 01010101010101010101010101010101 const uint32_t M2 = 0x33333333; // 00110011001100110011001100110011 const uint32_t M4 = 0x0f0f0f0f; // 00001111000011110000111100001111 const uint32_t M8 = 0x00ff00ff; // 00000000111111110000000011111111 public: uint32_t reverseBits(uint32_t n) { n = n >> 1 & M1 | (n & M1) << 1; n = n >> 2 & M2 | (n & M2) << 2; n = n >> 4 & M4 | (n & M4) << 4; n = n >> 8 & M8 | (n & M8) << 8; return n >> 16 | n << 16; } }; 解释该代码，并画出图解

时间: 2024-03-14 18:49:37 浏览: 254

Audio_DeCoder.zip_mpeg/mp3_C/C++_

在本文中，我们将深入探讨如何使用C/C++编程语言，结合FFmpeg库来实现MPEG/MP3音频的解码。FFmpeg是一个强大的开源多媒体处理框架，它支持多种音频和视频格式的编码、解码、转码以及流媒体操作。让我们了解MPEG/MP3音频格式。MPEG音频层3（MP3）是一种有损音频压缩格式，它通过去除人耳不易察觉的音频频率来降低文件大小，同时保持相对高的音质。MP3文件通常采用采样率如16kHz，数据类型为float，并且可以是单声道或双声道。要使用FFmpeg进行音频解码，我们需要包含必要的头文件和链接FFmpeg库。在`Audio_Decoder.cpp`和`Audio_Decoder.h`中，我们可能会看到类似以下的代码片段： ```cpp #include <libavcodec/avcodec.h> #include <libavformat/avformat.h> #include <libswresample/swresample.h> // ...其他必要的头文件 ``` 在C/C++程序中，首先我们需要初始化FFmpeg库，然后打开MP3文件。这通常涉及创建一个`AVFormatContext`对象，使用`avformat_open_input`函数打开文件，并调用`avformat_find_stream_info`来获取流信息。 ```cpp AVFormatContext *fmt_ctx = nullptr; if (avformat_open_input(&fmt_ctx, "input.mp3", nullptr, nullptr) != 0) { // 错误处理 } if (avformat_find_stream_info(fmt_ctx, nullptr) < 0) { // 错误处理 } ``` 接下来，我们需要找到音频流并解码。我们可以遍历`fmt_ctx`中的所有流，找到音频流并保存其索引。然后，我们创建`AVCodecContext`，这是解码的核心，因为它包含了关于解码器的所有信息。 ```cpp int audio_stream_index = -1; for (int i = 0; i < fmt_ctx->nb_streams; i++) { if (fmt_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) { audio_stream_index = i; break; } } AVCodecContext *codec_ctx = fmt_ctx->streams[audio_stream_index]->codec; ``` 接下来，我们需要找到匹配的解码器并初始化它。这可以通过`avcodec_find_decoder`和`avcodec_open2`函数完成。 ```cpp AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(codec_ctx->codec_id); if (!codec || avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr) < 0) { // 错误处理 } ``` 现在我们有了解码器，可以开始解码音频帧了。我们创建一个`AVPacket`来存储原始的压缩数据，然后使用`avcodec_send_packet`将数据送入解码器。接着，我们使用`avcodec_receive_frame`接收解码后的`AVFrame`。 ```cpp AVPacket pkt; av_init_packet(&pkt); while (av_read_frame(fmt_ctx, &pkt) >= 0) { if (pkt.stream_index == audio_stream_index) { AVFrame *frame = av_frame_alloc(); if (avcodec_send_packet(codec_ctx, &pkt) >= 0 && avcodec_receive_frame(codec_ctx, frame) == 0) { // 处理解码后的音频帧 av_frame_free(&frame); } av_packet_unref(&pkt); } } ``` 对于16K、float类型的双声道音频，我们需要对解码后的`AVFrame`进行额外处理。通常，`AVFrame`的数据会以整数类型存储，因此可能需要转换到float类型。此外，如果原始音频是单声道，我们还需要将其扩展到双声道。`libswresample`库可以帮助我们完成这些转换。 ```cpp SwrContext *swr_ctx = swr_alloc_set_opts(nullptr, codec_ctx->channel_layout, AV_SAMPLE_FMT_FLT, codec_ctx->sample_rate, codec_ctx->channel_layout, AV_SAMPLE_FMT_S16, codec_ctx->sample_rate, 0, nullptr); if (swr_init(swr_ctx) < 0) { // 错误处理 } AVFrame *decoded_frame = av_frame_alloc(); // 解码过程... // 转换样本格式和声道布局 AVFrame *output_frame = av_frame_alloc(); av_frame_copy_props(output_frame, decoded_frame); av_samples_alloc_array_and_samples(output_frame->data, &output_frame->linesize, codec_ctx->channels, output_frame->nb_samples, AV_SAMPLE_FMT_FLT, 0); int ret = swr_convert(swr_ctx, output_frame->data, output_frame->nb_samples, (const uint8_t **)decoded_frame->data, decoded_frame->nb_samples); if (ret < 0) { // 错误处理 } ``` 处理完所有音频帧后，记得清理资源，关闭解码器、解码上下文、流上下文以及SwrContext。 ```cpp avcodec_close_input(&fmt_ctx); avformat_close_input(&fmt_ctx); avcodec_free_context(&codec_ctx); av_frame_free(&decoded_frame); av_frame_free(&output_frame); swr_free(&swr_ctx); ``` 以上就是使用C/C++和FFmpeg库解码MPEG/MP3音频的基本步骤。实际应用中，你可能还需要添加错误处理、内存管理、数据缓冲和播放等功能。希望这个概述能帮助你理解和实现音频解码任务。

这段代码是用来将一个32位无符号整数的二进制位反转的。具体解释如下：首先，定义了四个掩码常量M1、M2、M4、M8，分别为0x55555555、0x33333333、0x0f0f0f0f、0x00ff00ff。这四个掩码常量用于将原数字的不同二进制位进行分组。然后，函数reverseBits接收一个无符号整数n作为参数，返回将其二进制位反转后的结果。函数实现过程如下： 1. 将n的二进制位的奇数位和偶数位分别进行交换，此时用到了掩码常量M1，即将奇数位和偶数位进行分组。 2. 将n的二进制位的每两位分为一组，每组内进行交换，此时用到了掩码常量M2，即将相邻两位进行分组。 3. 将n的二进制位的每四位分为一组，每组内进行交换，此时用到了掩码常量M4，即将每四位进行分组。 4. 将n的二进制位的每八位分为一组，每组内进行交换，此时用到了掩码常量M8，即将每八位进行分组。 5. 最后得到反转后的二进制位结果。以下是一次调用reverseBits函数的过程，以二进制数10100011100000001111000011110001为例： 1. 将其二进制位的奇数位和偶数位分别进行交换，得到01010011000000011110100011110010。 2. 将其二进制位的每两位分为一组，每组内进行交换，得到00101001100000001111010001111010。 3. 将其二进制位的每四位分为一组，每组内进行交换，得到00001010111000000011100100011110。 4. 将其二进制位的每八位分为一组，每组内进行交换，得到11110000100011100000011101101010。 5. 得到反转后的二进制位结果为4293918720（即十进制下的160863754）。

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