uleb128、sleb128和uleb128p1编码格式介绍

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在程序中，一般使用位比特位来表示一个整型的数&#;。不过，一般能够使用到的整数&#;都不会太大，使用比特位来表示就有点太浪费了。对于普通计算机来说，这没什么问题，毕竟存储空间那么大。但是，对于移动设备来说，存储空间和内存空间都非常宝贵，不能浪费，能省就省。

Android的Dalvik虚拟机中，就使用了uleb（Unsigned Little Endian Base ）、ulebp1（Unsigned Little Endian Base Plus 1）和sleb（Signed Little Endian Base ）编码来解决整形数&#;占用空间大小浪费的问题（在Dalvik虚拟机中只使用这三种编码来表示位整形数&#;）。

首先，我们来看看uleb编码是怎么回事。要了解原理，最简单的方法，还是阅读代码。Dalvik使用readUnsignedLeb函数来尝试读取一个uleb编码的数&#;（代码位于dalviklibdexLeb.h中）：

代码非常简单，先读取第一个字节，并判断其是否大于0x7f，如果大于的话，则代表这个字节的最高位是1，而不是0。如果是1的话，则代表还要读下一个字节；如果是0的话，则代表uleb编码的数&#;到此为止。而代表原来整型&#;的位数据就嵌入在每个字节当中的7比特位中（应为最高位被用来表示编码是否结束了）。所以，如果要表示的整形&#;非常大的话，就需要5个字节表示了（反而比原来多一个字节）。而其实uleb可以表示数&#;的范围其实是要比位整形&#;要大的，有三位被浪费掉了。不过，一般程序中使用的整型&#;都不会太大，经常是小于的，对于这种情况来说，只需要使用一个字节就可以表示了，比普通位整形表示法少用了3个字节，节省的空间还是非常可观的。

uleb编码，正如其名，是小端结尾的。因此第一个字节代表的是整形&#;的最低7比特位的&#;，第二个字节代表整型&#;的次低7比特位的&#;，以此类推，最后一个字节（最高位为0）代表整形&#;的最高7比特位的&#;。所以，代码中每发现要多用一个字节，都要多向左移动7位。

在Android源码提供的文档中，有下面这张图，可以帮助理解：

这张图表示了，只使用两个字节进行编码的情况。可以看到，第一个字节的最高位为1，代表还要用到接着的下一个字节。并且，第一个字节存放的是整型&#;的最低7位。而第二个字节的最高位为0，代表编码到此结束，剩下的7个比特位存放了整型&#;的高7位数据。

综上所述，对于uleb编码来说，其特点如下：

1）一个uleb编码的整形&#;，其占用的字节数是不确定的，长度有可能在1到5个字节之间变化；

2）一个uleb编码的整形&#;，是以字节中最高位是否为0来表示字节流有没有结束的。

好，我们接下来在看看sleb编码的实现。Dalvik使用readSignedLeb函数来读取一个sleb编码的数&#;（代码同样位于dalviklibdexLeb.h中）：

可以看出来，其实处理的方法还是非常相&#;的。唯一的不同是，这里存放的是有符号整形数&#;，因此需要相应的进行符号位扩展，代码中是通过先左移到最左边，再算术右移同样的位数来实现的。

因此，sleb和uleb最大的区别就是，其编码的整形数&#;是有符号的，其它完全一样。

最后，我们再来看一个变种，也就是ulebp1。这种编码方式是Dalvik独有的，如果所要表示的整数范围只包含一个负数，也就是-1的话，如果直接用sleb编码，那就太浪费了，因此Android创造出了这种所谓的ulebp1的编码方式。实现如下（代码位于libcoredexsrcmainjavacomandroiddexDex.java）：

其实现原理就更简单了，就是将其当做uleb编码的&#;进行解码，然后再减一就可以了。因为uleb能表示范围为0~4,,,的整数，所以ulebp1就可以表示范围为-1~4,,,的整数。解码时要减一，那么反过来，编码时就需要加一。

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