code Optimierung (Bin-Hex-Bytes)

Fohnbit

Top Contributor
Hallo Gemeinde,

nachdem ich meinen Code geschrieben habe und er läuft, möchte ich nun diesen optimieren.
Eine Function startet wenn serielle Daten ankommen. Diese erhalte ich von einem System als Byte Werte.
Ich muss diese zusammenstellen, auswerten und entsprechend ausgeben. Die Werte kommen von einer Wetterstation.

Syntax:
Das Protokoll fängt immer mit "FF FF" an und endet mit der Checksum von den "lower byte" Also chskum "1AB" ergibt "AB" als chksum

Jedoch erhalte ich die Daten nicht immer gleich komplett. Ich muss also mit einer Variable den Inhalt halten, bis entweder ein String mit FF FF anfängt oder der letzte Hex Wert die passende chksum ist
Java:
	public void onSerialdata(Event in) {
			
		// Daten vom Eingang abrufen 
		byte[] SerialData = in.getByteArray("bytes", new byte[1]);
		
		// Wenn Anfang "FF FF" ist, temporären Speicher löschen und bei 0 beginnen
		// count hält immer die Anzahl der im Speicher liegenden Daten
		if(SerialData[0]==-1 & SerialData[1]==-1){
			Binary = new String[30];
			count = 0;
		} 
	
		// alle Bytes in Binär decodieren und in Array Binary speichern/halten
		// count zählt die Anzahl mit
		for(byte by: SerialData){
			Binary[count] = toBinaryString(by);
			count++;
		}

		// sum für Chksum definieren
		int sum = 0;
		
		// Alle Werte zusammenzählen und als Integer speichern
		for(int u = 0;u<=count-2;u++){
			sum = sum + Integer.parseInt(Binary[u],2);
		}
		
		// Die Binary Werte in Hex umrechnen
		String hSum = Integer.toHexString(sum);
		String hChksum = Integer.toHexString(Integer.parseInt(Binary[count-1],2));
		
		
		//Wenn Checksum korrekt ist, Stringfolge auswerten
		if(Right(hSum,2).compareTo(hChksum)==-1){
			
		count = 0;
		
		// Winddaten
		if(Binary[2].compareTo("00000000")==0){
--- SKIP

Ich wandle gleich in Binär weil ich später einzelne Bits der jeweiligen Bytes auswerten muss.
So ist zum Beispiel das 6. Bit vom 4 Byte ob die Batterie vom Funksender schwach ist.

Java:
	  public static String toBinaryString(byte n) {
		     StringBuilder sb = new StringBuilder("00000000");
		       for (int bit = 0; bit < 8; bit++) {
		         if (((n >> bit) & 1) > 0) {
		             sb.setCharAt(7 - bit, '1');
		         }
		     }
		     return sb.toString();
		 }

	  public static String Right(String text, int length)
      {
            return text.substring(text.length() - length, length);
      }

Kann man hier optimieren? Das ganze läuft einen kleinen IndustriePC und ich möchte CPU Last sparen.

Danke!!
 

Ark

Top Contributor
Ich würde sagen, du kannst sehr viel einsparen, wenn du nur statt Stringoperationen entsprechende arithmetisch-logische Operationen verwenden würdest. Das wäre in diesem Fall sogar nicht nur eine Optimierung in Bezug auf Laufzeit und Speicherplatz, sondern auch eine deutliche Verbesserung der Lesbarkeit!

Ark

EDIT: Ich vermute übrigens einen logischen Fehler in deinem Code: Was ist, wenn irgendwo innerhalb von SerialData zweimal 0xFF direkt hintereinander vorkommt?
 
Zuletzt bearbeitet:

Fohnbit

Top Contributor
Hallo,

leider bin ich beim rechnen in Hex und Binär nicht so ganz fit. In späterer Folge muss ich auch die Bits einzeln bekommen, daher habe ich fix in 8 Stellen BinärString gearbeitet.

FFFF innerhalb eines String macht nichts, da ja nur die ersten 2 darauf geprüft wird.
Ich vermute es werden auch innerhalb des Strings diese nicht vorkommen, da:
a) die Länge immer unterschiedlich ist
b) kein Suffix verwendet wird

Ich wüßte nicht wie man sonst das Ende des Strings identifizieren soll.

Hat eventuell jemand ein Beispiel für arimethische Berechnungen mit Hex bzw Binär?

Danke,

Hannes
 

Ark

Top Contributor
leider bin ich beim rechnen in Hex und Binär nicht so ganz fit. In späterer Folge muss ich auch die Bits einzeln bekommen, daher habe ich fix in 8 Stellen BinärString gearbeitet. […] Hat eventuell jemand ein Beispiel für arimethische Berechnungen mit Hex bzw Binär?
Es macht einfach keinen Unterschied, man kann nicht "binär addieren" oder "hexadezimal addieren", man kann nur addieren. Welche Basis zur Addition benutzt wird, hat keinerlei Einfluss auf das Ergebnis, da alle Repräsentationen einer Zahl immer den gleichen Wert meinen.

Wozu machst du so was wie [c]eineZahl = toBinaryString(by)[/c]? Das einzige, was du anschließend damit machen willst, ist, auf das Ergebnis wieder [c]Integer.parseInt(eineZahl ,2)[/c] anzuwenden. Und da kommt das gleiche raus, nämlich [c]by[/c], genau der Wert, der eingegeben wurde! Lass die Zahlensystemübersetzungen (von wegen "byte nach String" und "String nach byte") einfach alle komplett weg, dann kommt schon genau das richtige Ergebnis raus.

Es könnte aber sein, dass du an einigen Stellen [c]& 0xFF[/c] schreiben musst, um Vorzeichen auszulöschen. Das Ganze hängt übrigens mit zwei Themen zusammen: "modulare Arithmetik" und "Zweierkomplementdarstellung".

Ark

EDIT: BitSets werden hier aber (soweit ich das überblicke) nicht gebraucht.
 
Zuletzt bearbeitet:
R

Raum114

Gast
Ein mögliches Szenario:
Java:
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        byte b = 100;
        System.out.println(Integer.toBinaryString(b & 0xff));
        System.out.println(isSet(b, 5));
    }
    
    // Zählung von 0 bis 7 wobei 0 dem niederwertigsten Bit entspricht.
    public static boolean isSet(byte b, int pos) {
        return ((b & 1<<pos) != 0);
    }
}
 

Fohnbit

Top Contributor
Hallo,

ok, hab mich mal dahinter geklemmt und das ganze zu 99% nicht mit Strings gemacht:
Java:
	public void onSerialdata(Event in) {
			
		// Daten vom Eingang abrufen 
		byte[] SerialData = in.getByteArray("bytes", new byte[1]);
		
		// Wenn Anfang "FF FF" ist, temporären Speicher löschen und bei 0 beginnen
		// count hält immer die Anzahl der im Speicher liegenden Daten
		if(SerialData[0]==-1 & SerialData[1]==-1){
			Binary = new String[20];
			ArrayHex = new int[20];
			count = 0;
		} 
	
		// alle Bytes in Binär decodieren und in Array Binary speichern/halten
		// count zählt die Anzahl mit
		// Wenn Länge 20 bytes überschreitet, auf Null setzen weil hier ein Fehler vorliegt
		if(count + SerialData.length > 20){
			Binary = new String[20];
			ArrayHex = new int[20];
			count = 0;
			return;
		}
		
		for(byte by: SerialData){
			ArrayHex[count] = by&0xff;
			count++;
		}
		
		// sum für Chksum definieren
		int sumh = 0;
		
		// Alles zusammenzählen
		for(int u = 0;u<=count-2;u++){
			sumh = sumh + ArrayHex[u];
		}

		//Wenn Checksum korrekt ist, Stringfolge auswerten
		if((Integer.toHexString(sumh).endsWith(Integer.toHexString(ArrayHex[count-1])))){
			
		count = 0;
		
		// Winddaten
		if(ArrayHex[2]==0){
			
			// Bit 6 gesetzt = Schwache Batterie
			if(getBit(4,6) == 1){
				sendOut("windLowBatt","value","true");
			} else {
				sendOut("windLowBatt","value","false");
			}
			
			//Windrichtung
			int Windrichtung;
			Windrichtung = getBits(5,1) + (getBits(5,2) * 10)+ (getBits(6,1) * 100);
			sendOut("winddirection","value",String.valueOf(Windrichtung));
			
			//Windgeschwindigkeit
			double Windgeschwindigkeit;
			Windgeschwindigkeit = (getBits(6,2)*0.1) + getBits(7,1)+ (getBits(7,2) * 10);
			sendOut("windspeed","value",String.valueOf(Windgeschwindigkeit));
			
			//Windgeschwindigkeit Durchschnitt
			double WindgeschwindigkeitAvg;
			WindgeschwindigkeitAvg = (getBits(8,1)*0.1) + (getBits(8,2))+ (getBits(9,1) * 10);
			sendOut("windspeedavg","value",String.valueOf(WindgeschwindigkeitAvg));

			//Windgeschwindigkeit gefuehlt
			int WindgeschwindigkeitFeel;
			WindgeschwindigkeitFeel = getBits(10,1) + (getBits(10,2)*10);
			// negative Zahl
			if(getBit(9,7)== 1){
				WindgeschwindigkeitFeel = WindgeschwindigkeitFeel*-1;
			}
			
			sendOut("windspeedfeel","value",String.valueOf(WindgeschwindigkeitFeel+273.15));

Einzig für das Vergleichen habe ich die 2 Werte in String gewandelt, damit ich sehe ob bei der Summe die Endung gleich der Checksum ist.

Nun müßte ich die Daten auswerten:

Wie könnte ich von einem Wert (Integer) rausbekommen, ob einzelne Bits gesetzt sind?
Bei 00110010 ist das 6. bit gesetzt. Solche Abfragen benötige ich ein paar mal im Code.

Für die einzelnen Werte muss ich das Byte in je 2x 4 bit zerlegen:
0010 1110 = 2 14 = 2 + (14*10) = 142
oder
0010 1110 = 2 E = 2 + (E*10) = 142

Für Bit Abfragen und addieren von high und low Byte bitte ich um Hilfe.

Vielen Dank!

Hannes
 
R

Raum114

Gast
"Wie könnte ich von einem Wert (Integer) rausbekommen, ob einzelne Bits gesetzt sind?"

Genau so wie bei Byte auch wie in meinem Beitrag oben... nur das Byte durch Integer in isSet ersetzen.
 

Ark

Top Contributor
Probier mal Folgendes (ungetestet, wie immer :D):
[java=37] //Wenn Checksum korrekt ist, Stringfolge auswerten
if((byte)sumh == SerialData[SerialData.length - 1]){[/code]
Es wäre übrigens noch gut zu wissen, was getBit() und getBits() machen.

Ark

EDIT:
Für die einzelnen Werte muss ich das Byte in je 2x 4 bit zerlegen:
0010 1110 = 2 14 = 2 + (14*10) = 142
oder
0010 1110 = 2 E = 2 + (E*10) = 142

Für Bit Abfragen und addieren von high und low Byte bitte ich um Hilfe.
Ehrlich, das ist eine sehr seltsame Arithmetik. Bist du dir sicher, dass das wirklich so gemeint ist?

Wenn ja, sollte folgender Code funktionieren:
Java:
int dieZahl = (dasByte & 0xF)*10 + (dasByte >>> 4 & 0xF);
Aber das ist wirklich sehr seltsam … o_O

Ark
 
Zuletzt bearbeitet:

Fohnbit

Top Contributor
Hallo,

hab nun alles abgeändert und funktioniert.

Werde die paar Zeilen mal studieren und sehen ob ich dahinter komme, warum es funktioniert (vor allem die Checksum berechnung)

Danke an alle!!
 
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