Bitmasks و Bitwise Operators چیست؟

Summarize this content to 400 words in Persian Lang
قسمت 1 از 11: نسخه سریال Bitmasks برای سرگرمی و سود: برنامه های کاربردی برای توسعه دهندگان وب
بیت ماسک ها و عملگرهای بیتی در علوم کامپیوتر برای مدیریت و دستکاری داده ها در ابتدایی ترین سطح یعنی بیت ها استفاده می شوند. هر بیت در یک بیت ماسک یک حالت باینری را نشان می دهد (روشن یا خاموش، 1 یا 0). در توسعه وب، بیت ماسک ها امکان ذخیره سازی داده های فشرده، روابط ساده تر داده ها، کاهش مصرف حافظه و پردازش سریعتر داده ها را فراهم می کنند. توسعه دهندگان می توانند با خواندن بیت های یک عدد صحیح، به سرعت شرایط متعدد را بررسی یا تغییر دهند.
بیت ماسک ها مانند سوئیچ های نور کار می کنند:
تصور کنید یک ردیف کلید چراغ در اتاق خود دارید. هر سوئیچ می تواند روشن (1) یا خاموش (0) باشد. هر سوئیچ به طور مستقل نور متفاوتی را کنترل می کند.
با توجه به موقعیت سوئیچ ها می توانید روشن یا خاموش بودن چراغ ها را ردیابی کنید. یک بیت ماسک به شما امکان می دهد تمام موقعیت های سوئیچ را در یک عدد منحصر به فرد ذخیره کنید.
بیت ماسکها میتوانند موقعیتهای سوئیچ را بهعنوان پیشتنظیم ذخیره و فراخوانی کنند.
اپراتورهای بیتی می توانند سوئیچ ها را روشن و خاموش کرده و موقعیت فعلی آنها را ارزیابی کنند.
وقتی گروهی از بیت ماسک ها دارید، می توانید آنها را با استفاده از عملگرهای بیتی مقایسه، مرتب سازی و فیلتر کنید.
مثال: چهار سوئیچ (بیت)
چهار بیت می توانند 16 موقعیت منحصر به فرد را ذخیره کنند. از آنجایی که صفر اولین است، 15 آخرین خواهد بود.
بیت ماسک(دودویی)
توضیحات
ارزش اعشاری
0000
همه چراغ ها خاموش است
0
0001
فقط چراغ اول روشن است.
1
1000
فقط چراغ چهارم روشن است.
8
0011
چراغ اول و دوم روشن است.
3
0101
چراغ اول و سوم روشن است.
5
1111
همه چراغ ها روشن است.
15
در یک عدد صحیح 32 بیتی، می توانید تا 32 سوئیچ را ذخیره کنید. در یک عدد صحیح 64 بیتی، می توانید 64 سوئیچ را ذخیره کنید. این اعداد باینری هستند که می توانند به عنوان یک عدد صحیح اعشاری نشان داده شوند. اگر به سوئیچ های بیشتری نیاز دارید، می توانید آنها را به عنوان یک مجموعه یا آرایه ذخیره کنید، اما پس از آن توانایی استفاده از عملیات بیتی را از دست می دهید. شما می توانید تعداد نامحدودی از بیت های منحصر به فرد را در یک مجموعه ذخیره کنید.
عملگرهای بیتی:
AND &
OR |
XOR ^
NOT ~
LEFT SHIFT <<
RIGHT SHIFT >>
عملگرهای بیتی عملگرهای ریاضی هستند که بر روی اعداد باینری عمل می کنند. آنها شبیه جمع، تفریق، ضرب و تقسیم هستند اما در ریاضیات باینری مستقیماً روی بیت ها کار می کنند. عملگرهای بیتی با تنظیم، پاک کردن، جابجایی، دستکاری و بررسی بیت ها، بیت ماسک ها را ممکن می سازند. عملگرهای مقایسه، شناسایی بیت را بسیار سریع، گاهی اوقات در یک دستور CPU انجام می دهند.
اگر کلیدهای چراغ روی آن تنظیم شده بود 0101 (5) و باید آنها را تغییر دهید 1111 (15)، شما به سادگی سوئیچ های دوم و چهارم را روشن می کنید. همانطور که میتوانید این دو موقعیت را برای یافتن تفاوتها مقایسه کنید و از دست خود برای چرخاندن سوئیچها استفاده کنید، رایانهها از عملگرهای بیتی برای یافتن تفاوتها و روشن یا خاموش کردن بیتهای خاص در یک بیت ماسک استفاده میکنند.
ما این عملگرها را به تفصیل در سراسر کتاب/مجموعه بررسی می کنیم.
این قسمت 1 از 11 نسخه سریالی کتاب من است:
https://amzn.to/4f3UA15
Bitmasks برای سرگرمی و سود: برنامه های کاربردی عملی برای توسعه دهندگان وب
از بیت ماسک ها به عنوان فیلترهای قدرتمندی استفاده کنید که قوانین را از منطق جدا می کند، روابط داده ها را ساده می کند و پیچیدگی کد را کاهش می دهد.
تمام کدهای این کتاب به صورت سینتکس هایلایت شده و به صورت تمام رنگی چاپ شده است.
من چندین کتاب در مورد گیتار، موسیقی و برنامه نویسی در صفحه نویسنده خود در آمازون منتشر می کنم:
https://amzn.to/3QlvX5K
من را در Torus Head Studios دنبال کنید!
https://torusheadstudios.com/
قسمت 1 از 11: نسخه سریال Bitmasks برای سرگرمی و سود: برنامه های کاربردی برای توسعه دهندگان وب
بیت ماسک ها و عملگرهای بیتی در علوم کامپیوتر برای مدیریت و دستکاری داده ها در ابتدایی ترین سطح یعنی بیت ها استفاده می شوند. هر بیت در یک بیت ماسک یک حالت باینری را نشان می دهد (روشن یا خاموش، 1 یا 0). در توسعه وب، بیت ماسک ها امکان ذخیره سازی داده های فشرده، روابط ساده تر داده ها، کاهش مصرف حافظه و پردازش سریعتر داده ها را فراهم می کنند. توسعه دهندگان می توانند با خواندن بیت های یک عدد صحیح، به سرعت شرایط متعدد را بررسی یا تغییر دهند.
بیت ماسک ها مانند سوئیچ های نور کار می کنند:
- تصور کنید یک ردیف کلید چراغ در اتاق خود دارید. هر سوئیچ می تواند روشن (1) یا خاموش (0) باشد. هر سوئیچ به طور مستقل نور متفاوتی را کنترل می کند.
- با توجه به موقعیت سوئیچ ها می توانید روشن یا خاموش بودن چراغ ها را ردیابی کنید. یک بیت ماسک به شما امکان می دهد تمام موقعیت های سوئیچ را در یک عدد منحصر به فرد ذخیره کنید.
- بیت ماسکها میتوانند موقعیتهای سوئیچ را بهعنوان پیشتنظیم ذخیره و فراخوانی کنند.
- اپراتورهای بیتی می توانند سوئیچ ها را روشن و خاموش کرده و موقعیت فعلی آنها را ارزیابی کنند.
- وقتی گروهی از بیت ماسک ها دارید، می توانید آنها را با استفاده از عملگرهای بیتی مقایسه، مرتب سازی و فیلتر کنید.
مثال: چهار سوئیچ (بیت)
چهار بیت می توانند 16 موقعیت منحصر به فرد را ذخیره کنند. از آنجایی که صفر اولین است، 15 آخرین خواهد بود.
بیت ماسک (دودویی) |
توضیحات | ارزش اعشاری |
---|---|---|
0000 |
همه چراغ ها خاموش است | 0 |
0001 |
فقط چراغ اول روشن است. | 1 |
1000 |
فقط چراغ چهارم روشن است. | 8 |
0011 |
چراغ اول و دوم روشن است. | 3 |
0101 |
چراغ اول و سوم روشن است. | 5 |
1111 |
همه چراغ ها روشن است. | 15 |
در یک عدد صحیح 32 بیتی، می توانید تا 32 سوئیچ را ذخیره کنید. در یک عدد صحیح 64 بیتی، می توانید 64 سوئیچ را ذخیره کنید. این اعداد باینری هستند که می توانند به عنوان یک عدد صحیح اعشاری نشان داده شوند. اگر به سوئیچ های بیشتری نیاز دارید، می توانید آنها را به عنوان یک مجموعه یا آرایه ذخیره کنید، اما پس از آن توانایی استفاده از عملیات بیتی را از دست می دهید. شما می توانید تعداد نامحدودی از بیت های منحصر به فرد را در یک مجموعه ذخیره کنید.
عملگرهای بیتی:
AND &
OR |
XOR ^
NOT ~
LEFT SHIFT <<
RIGHT SHIFT >>
عملگرهای بیتی عملگرهای ریاضی هستند که بر روی اعداد باینری عمل می کنند. آنها شبیه جمع، تفریق، ضرب و تقسیم هستند اما در ریاضیات باینری مستقیماً روی بیت ها کار می کنند. عملگرهای بیتی با تنظیم، پاک کردن، جابجایی، دستکاری و بررسی بیت ها، بیت ماسک ها را ممکن می سازند. عملگرهای مقایسه، شناسایی بیت را بسیار سریع، گاهی اوقات در یک دستور CPU انجام می دهند.
اگر کلیدهای چراغ روی آن تنظیم شده بود 0101
(5) و باید آنها را تغییر دهید 1111
(15)، شما به سادگی سوئیچ های دوم و چهارم را روشن می کنید. همانطور که میتوانید این دو موقعیت را برای یافتن تفاوتها مقایسه کنید و از دست خود برای چرخاندن سوئیچها استفاده کنید، رایانهها از عملگرهای بیتی برای یافتن تفاوتها و روشن یا خاموش کردن بیتهای خاص در یک بیت ماسک استفاده میکنند.
ما این عملگرها را به تفصیل در سراسر کتاب/مجموعه بررسی می کنیم.
این قسمت 1 از 11 نسخه سریالی کتاب من است:
https://amzn.to/4f3UA15
Bitmasks برای سرگرمی و سود: برنامه های کاربردی عملی برای توسعه دهندگان وب
از بیت ماسک ها به عنوان فیلترهای قدرتمندی استفاده کنید که قوانین را از منطق جدا می کند، روابط داده ها را ساده می کند و پیچیدگی کد را کاهش می دهد.
تمام کدهای این کتاب به صورت سینتکس هایلایت شده و به صورت تمام رنگی چاپ شده است.
من چندین کتاب در مورد گیتار، موسیقی و برنامه نویسی در صفحه نویسنده خود در آمازون منتشر می کنم:
https://amzn.to/3QlvX5K
من را در Torus Head Studios دنبال کنید!
https://torusheadstudios.com/