位输出与字节缓冲

把一个 3 位块头、两个 8 位字面量和几个更短的编码交给普通的“写一个字节”操作，会在字段之间留下空隙。解码器却要求这些位紧挨着出现。位写入器的任务，就是把一连串 (值, 位数) 接成连续位序列，再拆成完整字节，同时保留暂时凑不满一个字节的尾部。

沿用 ABABABAB 的最终固定编码块：输入依次为块头、A、B、长度 6、距离 2 和结束码，共 38 位；输出是 73 74 82 40 00。最后两位是对齐填充。下面先确定每个字段送进来的值，完整追踪这五个字节，再读实现如何跨越寄存器边界。字节先进入内部待交付存储，交给调用者是更后面的一步。

码字与到达顺序

DEFLATE 的普通数值字段按最低有效位先行。Huffman 码字则按码字顺序，从最高有效位开始消费。zlib 用反转后的规范码字连接这两种规则：编码表预先保存反转结果，位写入器便可以统一把整数的最低位当成下一位。

例如，字面量 A 的固定规范码字是 01110001。反转这八个位置后，交给 send_bits 的整数是 10001110，即十六进制 8e。从这个整数的 第 0 位 开始读取，得到 0,1,1,1,0,0,0,1，恰好是原来的规范码字。这里没有在写完以后把整个数据流倒过来。

最终固定编码块的三位数值块头是 3，按低位先行发送为 1,1,0：最后一块标志为 1，随后是固定编码块类型 01 的数值字段顺序。写入请求中的 value 是字段数值，length 是要发送的位数。这个长度表示编码字段的位宽，不是匹配要复制的原文字节数。对已经选定的例子，完整调用如下：

这里的 10 是十六进制 0x10，也就是十进制 16。长度和距离恰好传入相同数值，并不意味着它们是同一个字段。它们的位宽不同，在格式中的位置与含义也不同。

跨越寄存器边界的例子

实现先把最多 16 位暂存在一个寄存器中：bi_buf 是它的内容，bi_valid 是其中有效位的个数。待交付数组保存已经写出的完整字节。先同时观察这两个位置，再看后面的实现公式。下面的十六进制寄存器把高位写在左边；发射时依然先取低字节。

写入 B 时，已有 11 位，新字段有八位。当前字只能再容纳其中五位，剩下三位成为新的寄存器内容。块结束码同样让有效位从 15 跨到 22：它发射一个字，留下六个仍属于块结束码的零。最后对齐再补两个零，写出末字节。

得到的无封装字节为 73 74 82 40 00。解码这条构造出的流，会恢复 ABABABAB。这个有限例子检查的是字段记账，不是对所有输入的写入器证明，也不是在断言实际压缩器会选中这组符号。

十六位暂存寄存器

状态中，bi_buf 保存暂存寄存器，bi_valid 保存其中有效低位的个数。在逻辑输出中，待交付字节排在这些暂存位之前。下面的式子把已有有效位数简写为 r = bi_valid，把新字段数值简写为 v = value，把其位数简写为 l = length。因此，追加 B 时是 r = 11、v = 0x4e、l = 8。写入器要做的，就是把 v 的低 l 位接在已有的 r 位之后。这里 v << r 把新字段左移到第一个空位，按位或 OR 再把它和旧寄存器合并；调用前提保证字段值能放进声明的位宽，寄存器的其他位不会干扰这个拼接。

当 r ≤ 16-l 时，当前字段放得下：

bi_buf   := bi_buf OR (v << r)
bi_valid := r + l

当 r > 16-l 时，新字段的一部分会填满一个 16 位字。实现把这些低位与寄存器合并，先把这个字的低字节、再把高字节写入待交付，随后保留余下的位：

写出 (bi_buf OR (v << r)) 的低 16 位
bi_buf   := v >> (16-r)
bi_valid := r + l - 16

对应的真实 C 是发布版 send_bits 宏的跨界分支，trees.c:276–281。行末反斜线让宏续到下一行；这里摘出 if 分支的开头，完整的 else 见源链接。Buf_size 命名寄存器的位容量，其值为 16。宏中的 len 是新字段的位数，val 是其数值的局部整数副本，s 指向压缩器状态，put_short 以低字节在先写出一个两字节的字。

if (s->bi_valid > (int)Buf_size - len) {\
  int val = (int)value;\
  s->bi_buf |= (ush)val << s->bi_valid;\
  put_short(s, s->bi_buf);\
  s->bi_buf = (ush)val >> (Buf_size - s->bi_valid);\
  s->bi_valid += len - Buf_size;\

逐行代入发送 B 的那一步：第一行比较 11 > 16−8，进入分支；第二行取字段值 0x4e；第三行将它左移 11 位，与旧的 0x0473 合并，保留到 16 位寄存器后得到 0x7473；第四行以低字节在先写出 73 74；第五行右移 16−11 = 5 位，得到余值 0x0002；第六行把有效位数更新为 11+8−16 = 3。这恰好是上表 B 那一行。

这些式子描述位运算；实际 C 还包含对应的强制转换和机器宽度。溢出分支使用严格的大于号。因此，恰好达到 16 个有效位时，容纳得下的分支仍把一个完整的字留在寄存器中。把三种情况并排看：

寄存器“已经装满”和“已经写出”不是同一件事。中间一行要等下一次跨界写入或刷新，才会变成待交付字节。

这项暂存优化避免每发射一个短码或额外位字段，就做一次字节写入。代价是状态更难一眼看懂：一些位已经有了确定的编码含义，却仍然没有成为待交付字节。

刷新、对齐与交付

bi_flush 只写完整字节，保留不足一个字节的部分。有效位为 16 时，它写出两个字节并清空寄存器；为 8 到 15 时，它写出一个字节并保留剩余位；不足八位时不做写入。后续字段仍然可以接着填充同一个字节。

bi_windup 则会关闭这个不完整字节。它按需要写出一或两个字节，清空寄存器，并用 bi_used 记录最后一个字节的有效位数。格式要求对齐时才需要它，例如最终块结束。若在任意两个字段之间使用，就会把填充位插进原本连续的编码数据。

交付另有一组以字节为单位的状态：pending 是内部尚未交付的字节数，pending_out 指向其中第一个；next_out 指向调用者接下来接收字节的位置，avail_out 是剩余可写字节数，total_out 是累计已交付字节数。这两种寄存器操作都不表示应用已经收到字节。flush_pending 先调用 _tr_flush_bits，把暂存的完整字节显露出来，再把至多 min(pending, avail_out) 个字节复制到 next_out。它推进两边的输出游标，更新 total_out，减少 avail_out 和待交付字节计数；这些字节全部交付后，再把 pending_out 恢复到缓冲区起点。调用者提供的小缓冲区影响交付进度，但不会改变已经编码好的字段。

下一篇会把待交付字节和未读符号记录放回它们共用的那一块内存。这样才能看清：正确的位序列和足够的最终容量之外，还需要满足哪一条内存条件。

覆盖完整公开定义域的写入器组合证明尚未完成。它需要由实际调用路径建立寄存器条件和容量条件，并把返回状态交给后续发射或交付。位输出组件的详细论证给出寄存器与容量义务；deflatePending则让调用者查询待交付字节数和暂存位数。