在編寫網絡通訊的時候我們經常需要把一些數據存儲到byte[]中然后再發送出去，數值則是我們經常處理的數據成員。發越少的東西意味著使用更少的IO和帶寬 ，所以對傳輸數據進行壓縮也是件非常重要的事情。接下來提到的就是一種基于數字存儲的方式在大多數情況下可以節省數值存儲空間。

Varint 是一種緊湊的表示數字的方法。它用一個或多個字節來表示一個數字，值越小的數字使用越少的字節數。這能減少用來表示數字的字節數。比如對于 int32 類型的數字，一般需要 4 個 byte 來表示。但是采用 Varint，對于很小的 int32 類型的數字，則可以用 1 個 byte 來表示。當然凡事都有好的也有不好的一面，采用 Varint 表示法，大的數字則需要 5 個 byte 來表示。從統計的角度來說，一般不會所有的消息中的數字都是大數，因此大多數情況下，采用 Varint 后，可以用更少的字節數來表示數字信息。下面就詳細介紹一下 Varint。

Varint 中的每個 byte 的最高位 bit 有特殊的含義，如果該位為 1，表示后續的 byte 也是該數字的一部分，如果該位為 0，則結束。其他的 7 個 bit 都用來表示數字。因此小于 128 的數字都可以用一個 byte 表示。大于 128 的數字，比如 300，會用兩個字節來表示：1010 1100 0000 0010

由于負數的高位為1,所以采用這種壓縮處理的時候必須負數轉成正數，可以通過以下代碼實現int to uint的轉換

private static int Zag(uint ziggedValue)   
{   
int value = (int)ziggedValue;   
return (-(value & 0x01)) ^ ((value >> 1) & ~( 1<< 31));   
}   
private static uint Zig(int value)   
{   
return (uint)((value << 1) ^ (value >> 31));    
} 

以下操作是對一個uint進行編碼處理

private static ArraySegment<byte> WriteUInt32Variant(uint value)   
{   
byte[] data = new byte[5];   
int count = 0;   
do 
{   
data[count] = (byte)((value & 0x7F) | 0x80);   
count++;   
} while ((value >>= 7) != 0);   
data[count - 1] &= 0x7F;   
return new ArraySegment<byte>(data, 0, count);   
} 

data[count] = (byte)((value & 0x7F) | 0x80); 得到頭7位的數值， | 0x80是表明后面的byte也是數字的一部分。

while ((value >>= 7) != 0) 右移7位如果不為零的情況下則繼續上面的工作。

data[count - 1] &= 0x7F 把最后byte的最高位設置成0;

接下來就是一個uint的解碼過程

private static uint ReadUInt32Variant(ArraySegment<byte> data)   
{   
uint value = data.Array[0];   
if ((value & 0x80) == 0) return value;   
value &= 0x7F;   
uint chunk = data.Array[1];   
value |= (chunk & 0x7F) << 7;   
if ((chunk & 0x80) == 0) return value;   
chunk = data.Array[2];   
value |= (chunk & 0x7F) << 14;   
if ((chunk & 0x80) == 0) return value;   
chunk = data.Array[3];   
value |= (chunk & 0x7F) << 21;   
if ((chunk & 0x80) == 0) return value;   
chunk = data.Array[4]; ;   
value |= chunk << 28;   
if ((chunk & 0xF0) == 0) return value;   
throw new OverflowException("ReadUInt32Variant Error!");   
} 

(value & 0x80) == 0 表示最高位為0，說明后面的byte已經不是數值組成部分。

(chunk & 0xF0) == 0 chunk只有4位，如果不是則表明這個byte不是數值存儲的一部分。

測試一下看下編碼效果

ArraySegment<byte> data = WriteUInt32Variant(Zig(0));   
Console.WriteLine(data.Count);   
data = WriteUInt32Variant(Zig(567));   
Console.WriteLine(data.Count);   
data = WriteUInt32Variant(Zig(10000));   
Console.WriteLine(data.Count);   
data = WriteUInt32Variant(Zig(-100000));   
Console.WriteLine(data.Count); 

分別是1byte,2byte,3byte,3byte

其實有人會有凝問，為什么不根據情況來用int16等來存儲，如果一旦用了int16就說明以后需要轉int32就是件非常麻煩的事情，雙方程序都需要調整。如果采用Varint進行處理就能達到最好擴展效果和帶寬利用率.

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/smark/archive/2012/05/03/2480034.html

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