C ++ में Booleans के लिए बिटवाइज़ ऑपरेटरों का उपयोग करना

Question 1

क्या कोई कारण बिटकॉइन संचालकों का उपयोग नहीं करना है; और C ++ में "बूल" मानों के लिए ^?

मैं कभी-कभी उन स्थितियों में भाग लेता हूं जहां मैं चाहता हूं कि दो स्थितियों में से एक सही हो (XOR), इसलिए मैं सिर्फ ^ ऑपरेटर को सशर्त अभिव्यक्ति में फेंक देता हूं। मैं कभी-कभी यह भी चाहता हूं कि किसी हालत के सभी हिस्सों का मूल्यांकन किया जाए कि परिणाम सही है या नहीं (शॉर्ट-सर्कुलेटिंग के बजाय), इसलिए मैं & & का उपयोग करता हूं। मुझे कभी-कभी बूलियन मूल्यों को जमा करने की भी आवश्यकता होती है, और & = और = = काफी उपयोगी हो सकता है।

मैंने ऐसा करते समय कुछ उभरी हुई भौंहें पकड़ ली हैं, लेकिन कोड अभी भी सार्थक है और क्लीनर की तुलना में यह अन्यथा होगा। क्या बूल के लिए इनका उपयोग करने का कोई कारण नहीं है? क्या कोई आधुनिक संकलक हैं जो इसके लिए खराब परिणाम देते हैं?

Question 2

||और &&बूलियन ऑपरेटर हैं और बिल्ट-इन लोगों को trueया तो लौटने की गारंटी है false। और कुछ नहीं।

|, &और ^बिटवाइज़ ऑपरेटर हैं। जब आपके द्वारा संचालित संख्याओं का डोमेन सिर्फ 1 और 0 होता है, तो वे बिल्कुल समान होते हैं, लेकिन ऐसे मामलों में जहां आपके बूलियंस सख्ती से 1 और 0 नहीं हैं - जैसा कि सी भाषा के साथ है - आप कुछ व्यवहार के साथ समाप्त हो सकते हैं तुम नहीं चाहते थे। उदाहरण के लिए:

BOOL two = 2;
BOOL one = 1;
BOOL and = two & one;   //and = 0
BOOL cand = two && one; //cand = 1

C ++ में, हालांकि, boolप्रकार केवल या तो एक होने की गारंटी trueहै false(जो क्रमशः रूप में परिवर्तित होता है 1और 0), इसलिए यह इस रुख से कम चिंता का विषय है, लेकिन तथ्य यह है कि लोगों को कोड में ऐसी चीजों को देखने की आदत नहीं है इसे न करने के लिए एक अच्छा तर्क देता है। बस कहें b = b && xऔर इसके साथ किया जाए।

Question 3

दो मुख्य कारण। संक्षेप में, ध्यान से विचार करें; इसका एक अच्छा कारण हो सकता है, लेकिन अगर आपकी टिप्पणियों में बहुत स्पष्ट है क्योंकि यह भंगुर हो सकता है और, जैसा कि आप खुद कहते हैं, लोग आमतौर पर इस तरह कोड देखने के अभ्यस्त नहीं होते हैं।

बिटवाइर एक्सोर! = लॉजिकल एक्सोर (0 और 1 को छोड़कर)

सबसे पहले, यदि आप के अलावा अन्य मूल्यों पर काम कर रहे हैं falseऔर true(या 0और 1, पूर्णांक के रूप), ^ऑपरेटर व्यवहार एक तार्किक XOR के बराबर नहीं लागू कर सकते हैं। उदाहरण के लिए:

int one = 1;
int two = 2;

// bitwise xor
if (one ^ two)
{
  // executes because expression = 3 and any non-zero integer evaluates to true
}

// logical xor; more correctly would be coded as
//   if (bool(one) != bool(two))
// but spelled out to be explicit in the context of the problem
if ((one && !two) || (!one && two))
{
  // does not execute b/c expression = ((true && false) || (false && true))
  // which evaluates to false
}

इसे पहले व्यक्त करने के लिए उपयोगकर्ता @Patrick को श्रेय।

कार्रवाई के आदेश

दूसरा, |, &, और^ , बिटवाइज़ ऑपरेटर्स के रूप में, नहीं शॉर्ट सर्किट है। इसके अलावा, एक ही बयान में कई बिटवाइज़ ऑपरेटरों को एक साथ जंजीर - यहां तक कि स्पष्ट कोष्ठक के साथ - संकलक का अनुकूलन करके फिर से व्यवस्थित किया जा सकता है, क्योंकि सभी 3 ऑपरेशन सामान्य रूप से सराहनीय हैं। यह महत्वपूर्ण है अगर संचालन का क्रम मायने रखता है।

दूसरे शब्दों में

bool result = true;
result = result && a() && b();
// will not call a() if result false, will not call b() if result or a() false

हमेशा के रूप में एक ही परिणाम (या अंत राज्य) नहीं देंगे

bool result = true;
result &= (a() & b());
// a() and b() both will be called, but not necessarily in that order in an
// optimizing compiler

यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि आप विधियों को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं a()और b(), या कोई और साथ आ सकता है और उन्हें बदल सकता है बाद में निर्भरता को समझ नहीं सकता है, और एक बुरा (और अक्सर रिलीज़-बिल्ड केवल) बग पैदा कर सकता है।

Question 4

मुझे लगता है

a != b

तुम क्या चाहते हो

Question 5

उभरी हुई भौहें आपको इसे करने से रोकने के लिए पर्याप्त बताएंगी। आप संकलक के लिए कोड नहीं लिखते हैं, आप इसे अपने साथी प्रोग्रामर के लिए पहले और फिर संकलक के लिए लिखते हैं। यहां तक कि अगर कंपाइलर काम करते हैं, तो आश्चर्यजनक रूप से अन्य लोग वह नहीं हैं जो आप चाहते हैं - बिटवाइज़ ऑपरेटर बिट्स के लिए बिट संचालन के लिए हैं।
मुझे लगता है कि आप भी कांटे के साथ सेब खाते हैं? यह काम करता है लेकिन यह लोगों को आश्चर्यचकित करता है इसलिए ऐसा न करना बेहतर है।

Question 6

बिटलेवल ऑपरेटरों का नुकसान।

तुम पूछो:

"ऐसा कोई कारण बिटवाइज़ ऑपरेटर्स का उपयोग नहीं है &, |और ^सी में bool" मूल्यों ++ के लिए "? ”

हां, लॉजिकल ऑपरेटर्स , जो बिल्ट-इन उच्च स्तरीय बुलियन ऑपरेटर हैं !, &&और ||, निम्नलिखित लाभ प्रदान करते हैं:

गारंटी तर्कों के रूपांतरण के लिए boolकरने के लिए, यानी 0और 1क्रमसूचक मूल्य।
अंतिम परिणाम ज्ञात होते ही शॉर्ट सर्किट मूल्यांकन की गारंटी जहां अभिव्यक्ति मूल्यांकन बंद हो जाता है।
इसे ट्री-वैल्यू लॉजिक के रूप में व्याख्या की जा सकती है, जिसमें ट्रू , फाल्स और इंडिर्मनेट है ।
पठनीय पाठ समतुल्य not, andऔर or, भले ही मैं उन्हें खुद का उपयोग नहीं करता।
एक टिप्पणी में पाठक एंटीमनी नोट्स भी bitlevel ऑपरेटरों विकल्प टोकन राशि के रूप में अर्थात् bitand, bitor, xorऔर compl, लेकिन मेरी राय में इन से भी कम समय पढ़े जाने योग्य हैं and, orऔर not।

सीधे शब्दों में कहें, तो उच्च स्तरीय ऑपरेटरों का प्रत्येक लाभ बिटवेल ऑपरेटरों का नुकसान है।

विशेष रूप से, चूंकि बिटकॉइन ऑपरेटरों को तर्क रूपांतरण की कमी होती है 0/1 पर आपको उदाहरण मिलता है 1 & 2→ 0, जबकि 1 && 2→ true। इसके अलावा ^, बिटवाइस एक्सक्लूसिव या, इस तरह से दुर्व्यवहार कर सकता है। बूलियन मूल्यों के रूप में माना जाता है 1 और 2 एक ही हैं, अर्थात् true, लेकिन बिटपैटन के रूप में माना जाता है कि वे अलग हैं।

कैसे तार्किक व्यक्त करने के लिए / या C ++ में।

आप प्रश्न के लिए पृष्ठभूमि की एक बिट प्रदान करते हैं,

"मैं कभी-कभी उन स्थितियों में भाग लेता हूं जहां मैं चाहता हूं कि दो स्थितियों में से एक सही हो (XOR), इसलिए मैं सिर्फ ^ ऑपरेटर को सशर्त अभिव्यक्ति में फेंक देता हूं।"

वैसे, तार्किक ऑपरेटरों की तुलना में बिटवाइज़ ऑपरेटरों की उच्च प्राथमिकता होती है। इसका मतलब है कि विशेष रूप से मिश्रित अभिव्यक्ति में

a && b ^ c

आपको शायद अप्रत्याशित परिणाम मिले a && (b ^ c)।

इसके बजाय बस लिखें

(a && b) != c

अधिक स्पष्ट रूप से व्यक्त करने का क्या मतलब है।

एकाधिक तर्क के लिए / या कोई C ++ ऑपरेटर नहीं है जो काम करता है। उदाहरण के लिए, यदि आप लिखते हैं a ^ b ^ cतो यह एक अभिव्यक्ति नहीं है जो कहती है "या तो a, bया cसच है"। इसके बजाय यह कहता है, "एक विषम संख्या a, bऔर cसच है", जो उनमें से 1 या सभी 3 हो सकता है ...

सामान्य को या तो व्यक्त करने के लिए / या कब a, bऔर cप्रकार के हैं bool, बस लिखें

(a + b + c) == 1

या, गैर- boolतर्कों के साथ , उन्हें इसमें कनवर्ट करें bool:

(!!a + !!b + !!c) == 1

`&=`बूलियन परिणाम जमा करने के लिए उपयोग करना ।

आप आगे बताते हैं,

"मैं भी कभी कभी बूलियन मान जमा करने के लिए की जरूरत है, और &=और |=?बहुत उपयोगी हो सकता है।"

खैर, यह जाँच करने के लिए मेल खाती है कि क्या क्रमशः सभी या किसी भी स्थिति से संतुष्ट हैं, और डी मॉर्गन का कानून आपको बताता है कि एक से दूसरे में कैसे जाना है। यानी आपको केवल उनमें से एक की जरूरत है। आप *=एक सिद्धांतकार के रूप में उपयोग कर सकते हैं &&=(अच्छे पुराने जॉर्ज बोले की खोज के लिए, तार्किक और बहुत आसानी से गुणन के रूप में व्यक्त किया जा सकता है), लेकिन मुझे लगता है कि वह कोड के प्रति चिंतित और शायद गुमराह करेगा।

इस पर भी विचार करें:

struct Bool
{
    bool    value;

    void operator&=( bool const v ) { value = value && v; }
    operator bool() const { return value; }
};

#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    Bool a  = {true};
    a &= true || false;
    a &= 1234;
    cout << boolalpha << a << endl;

    bool b = {true};
    b &= true || false;
    b &= 1234;
    cout << boolalpha << b << endl;
}

दृश्य C ++ 11.0 और g ++ 4.7.1 के साथ आउटपुट:

सच
असत्य

परिणामों में अंतर का कारण यह है कि बिटवेल अपने दाएं हाथ के तर्क में &=रूपांतरण प्रदान नहीं करता boolहै।

तो, आप इन परिणामों में से किसके उपयोग की इच्छा रखते हैं &=?

यदि पूर्व, trueतब बेहतर रूप से एक ऑपरेटर (जैसे ऊपर) या नामित फ़ंक्शन को परिभाषित करता है, या दाहिने हाथ की ओर अभिव्यक्ति का एक स्पष्ट रूपांतरण का उपयोग करता है, या पूर्ण में अपडेट लिखता है।

Question 7

पैट्रिक के जवाब के विपरीत, C ++ में ^^शॉर्ट-सर्कुलेटिंग एक्सक्लूसिव या प्रदर्शन के लिए कोई ऑपरेटर नहीं है । यदि आप इसके बारे में एक दूसरे के बारे में सोचते हैं, तो ^^ऑपरेटर होने का कोई मतलब नहीं होगा: विशेष रूप से या, परिणाम हमेशा दोनों ऑपरेंड पर निर्भर करता है। हालांकि, गैर- bool"बुलियन" प्रकार के बारे में पैट्रिक की चेतावनी की तुलना करते समय समान रूप से अच्छी तरह से रखती 1 & 2है 1 && 2। इसका एक क्लासिक उदाहरण विंडोज GetMessage()फ़ंक्शन है, जो एक त्रिकोणीय स्थिति लौटाता है BOOL: नॉनज़रो 0, या -1।

के &बजाय &&और के |बजाय का उपयोग करना ||एक असामान्य टाइपो नहीं है, इसलिए यदि आप जानबूझकर ऐसा कर रहे हैं, तो यह टिप्पणी के योग्य है कि क्यों।

Question 8

पैट्रिक ने अच्छे अंक बनाए, और मैं उन्हें दोहराने नहीं जा रहा हूं। हालाँकि, मैं अच्छी तरह से नामित बूलियन vars का उपयोग करके जहाँ भी संभव हो, अंग्रेजी में पठनीय अंग्रेजी के लिए 'if' स्टेटमेंट्स को कम करने का सुझाव दे सकता हूं। उदाहरण के लिए, और यह बूलियन ऑपरेटरों का उपयोग कर रहा है, लेकिन आप समान रूप से बिटवाइज़ का उपयोग कर सकते हैं और बूल को उचित रूप से नाम दे सकते हैं:

bool onlyAIsTrue = (a && !b); // you could use bitwise XOR here
bool onlyBIsTrue = (b && !a); // and not need this second line
if (onlyAIsTrue || onlyBIsTrue)
{
 .. stuff ..
}

आप सोच सकते हैं कि बूलियन का उपयोग करना अनावश्यक लगता है, लेकिन यह दो मुख्य चीजों के साथ मदद करता है:

आपका कोड समझना आसान है क्योंकि 'अगर' स्थिति के लिए मध्यवर्ती बूलियन स्थिति के इरादे को और अधिक स्पष्ट करता है।
यदि आप गैर-मानक या अप्रत्याशित कोड का उपयोग कर रहे हैं, जैसे कि बूलियन मूल्यों पर बिटवाइज़ ऑपरेटर, तो लोग बहुत आसानी से देख सकते हैं कि आपने ऐसा क्यों किया है।

संपादित करें: आपने स्पष्ट रूप से कहा था कि आप 'यदि' कथनों के लिए सशर्तियां चाहते हैं (हालांकि यह सबसे अधिक संभावना है), यह मेरी धारणा थी। लेकिन एक मध्यवर्ती बूलियन मूल्य का मेरा सुझाव अभी भी खड़ा है।

Question 9

बूल के लिए बिटवाइज़ संचालन का उपयोग करना प्रोसेसर द्वारा अनावश्यक शाखा भविष्यवाणी तर्क को बचाने में मदद करता है, जिसके परिणामस्वरूप तार्किक संचालन द्वारा लाया गया 'सीएमपी' निर्देश होता है।

बिटवाइज़ ऑपरेशंस (जहाँ सभी ऑपरेंड बूल हैं) के साथ लॉजिकल को बदलना समान परिणाम देने वाले अधिक कुशल कोड उत्पन्न करता है। दक्षता आदर्श रूप से उन सभी शॉर्ट-सर्किट लाभों से आगे निकल जानी चाहिए जो तार्किक संचालन का उपयोग करके ऑर्डर में लीवरेज किए जा सकते हैं।

यह कोड को थोड़ा अन-पठनीय बना सकता है, यद्यपि प्रोग्रामर को इसे ऐसा करने के कारणों के साथ टिप्पणी करनी चाहिए।

Question 10

IIRC, कई C ++ कंपाइलर एक बूल के रूप में बिटवाइज़ ऑपरेशन के परिणाम को डालने का प्रयास करते समय चेतावनी देंगे। कंपाइलर को खुश करने के लिए आपको एक प्रकार की कास्ट का उपयोग करना होगा।

अगर एक अभिव्यक्ति में बिटवाइज़ ऑपरेशन का उपयोग किया जाता है, तो वह उसी आलोचना को पूरा करेगा, हालांकि शायद संकलक द्वारा नहीं। किसी भी गैर-शून्य मूल्य को सच माना जाता है, इसलिए "अगर (7 और 3)" कुछ सच होगा। यह व्यवहार पर्ल में स्वीकार्य हो सकता है, लेकिन C / C ++ बहुत स्पष्ट भाषाएं हैं। मुझे लगता है कि स्पोक आइब्रो काफी मेहनती है। :) मैं इसे "== 0" या "! = 0" में जोड़ दूंगा ताकि यह स्पष्ट हो सके कि आपका उद्देश्य क्या था।

लेकिन वैसे भी, यह एक व्यक्तिगत प्राथमिकता की तरह लगता है। मैं एक प्रकार का वृक्ष या इसी तरह के उपकरण के माध्यम से कोड चलाऊंगा और देखूंगा कि क्या यह सोचता है कि यह एक नासमझी की रणनीति है। व्यक्तिगत रूप से, यह एक कोडिंग गलती की तरह पढ़ता है।