【语法】
一、隐蔽陷阱
传感器轮询用普通二进制编号,3 跳到 4 时 0111 变 1000,4 位同时翻转,读取瞬间可能捕到 1111 之类的中间态。表现为偶发读到不存在的档位,日志里找不到规律。
二、底层原理
格雷码让相邻两个数只有 1 位不同。换算公式:第 i 个格雷码等于 i 与 i 右移一位的逐位异或。Lua 5.1 没有位运算符,异或用逐位拆余数模拟:两数的第 k 位分别是 math.floor(i/2^k)%2 与 math.floor(math.floor(i/2)/2^k)%2,相加对 2 取余。
三、正确代码
错误写法:
-- 直接把二进制原码当编码用,跳变时多位同翻
local code = string.format("%d", n)
正确写法:
local function gray(n)
local bits, m = {}, math.floor(n / 2)
local k = 0
while k < 4 do
local b1 = math.floor(n / 2 ^ k) % 2
local b2 = math.floor(m / 2 ^ k) % 2
table.insert(bits, (b1 + b2) % 2)
k = k + 1
end
return table.concat(bits)
end
for i = 0, 7 do print(gray(i)) end
-- 输出 000,001,011,010,110,111,101,100
四、引擎验证
0 到 7 逐个生成,相邻两组逐位比对,8 组全部只差 1 位;7 与 0 首尾相接同样只差 1 位,环形成立。
五、FAQ
问:位数为什么取 4?
答:覆盖 0 到 15,档位再多把循环上限改大即可。
问:能反算回整数吗?
答:能,从最高位逐位还原,还原位等于已还原的上一位与当前格雷位异或。
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