5.17. Поразрядные операции над числами

5.17. Поразрядные операции над числами

Иногда требуется работать с двоичным представлением объекта Fixnum. На прикладном уровне такая необходимость возникает нечасто, но все-таки возникает.

Ruby обладает всеми средствами для таких операций. Для удобства числовые константы можно записывать в двоичном, восьмеричном или шестнадцатеричном виде. Поразрядным операциям И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и НЕ соответствуют операторы &, |, ^ и ~.

x = 0377       # Восьмеричное (десятичное 255)

y = 0b00100110 # Двоичное (десятичное 38)

z = 0xBEEF     # Шестнадцатеричное (десятичное 48879)

а = x | z      # 48895 (поразрядное ИЛИ)

b = x & z      # 239 (поразрядное И)

с = x ^ z      # 48656 (поразрядное ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ)

d = ~ y        # -39 (отрицание или дополнение до 1)

Метод экземпляра size позволяет узнать размер слова для той машины, на которой исполняется программа.

size # Для конкретной машины возвращает 4.

Имеются операторы сдвига влево и вправо (<< и >>соответственно). Это логические операторы сдвига, они не затрагивают знаковый бит (хотя оператор >> распространяет его).

x = 8

y = -8

а = x >> 2 # 2

b = y >> 2 # -2

с = x << 2 # 32

d = y << 2 # -32

Конечно, если сдвиг настолько велик, что дает нулевое значение, то знаковый бит теряется, поскольку -0 и 0 — одно и то же.

Квадратные скобки позволяют трактовать числа как битовые массивы. Бит с номером 0 всегда является младшим, вне зависимости от порядка битов в конкретной машинной архитектуре.

x = 5         # То же, что 0b0101

а = x[0]      # 1

b = x[1]      # 0

с = x[2]      # 1

d = x[3]      # 0

# И так далее # 0

Присваивать новые значения отдельным битам с помощью такой нотации невозможно (поскольку Fixnum хранится как непосредственное значение, а не как ссылка на объект). Но можно имитировать это действие путем сдвига 1 влево на нужное число позиций с последующим выполнением операции ИЛИ или И.

# Выполнить присваивание x[3] = 1 нельзя,

# но можно поступить так:

x |= (1<<3)

# Выполнить присваивание x[4] = 0 нельзя,

# но можно поступить так:

x &= ~(1<<4)