Як називається зберігання / упаковка багатьох булевих станів в одне число?

Це свого роду просте стиснення, коли ви використовуєте одну числову змінну для зберігання багатьох булевих / двійкових станів, використовуючи подвоєння та той факт, що кожне подвоєне число дорівнює 1 + сума всіх попередніх.

Я впевнений, що це повинна бути стара, добре відома методика, я хотів би знати, як це називається, щоб правильно посилатися на неї. Я здійснив декілька пошуків у кожному напрямі, який я міг придумати, щоб описати це, але не знайшов нічого, крім деяких статей у блозі, де автори статей, здається, самі з’ясували це і не знають, як це назвати ( приклад 1 , приклад 2 ).

Наприклад, ось дуже проста реалізація, призначена для ілюстрації концепції:

packStatesIntoNumber () {
  let num = 0
  if (this.stateA) num += 1
  if (this.stateB) num += 2
  if (this.stateC) num += 4
  if (this.stateD) num += 8
  if (this.stateE) num += 16
  if (this.stateF) num += 32
  return num
}

unpackStatesFromNumber (num) {
  assert(num < 64)
  this.stateF = num >= 32; if (this.stateF) num -= 32
  this.stateE = num >= 16; if (this.stateE) num -= 16
  this.stateD = num >= 8; if (this.stateD) num -= 8
  this.stateC = num >= 4; if (this.stateC) num -= 4
  this.stateB = num >= 2; if (this.stateB) num -= 2
  this.stateA = num >= 1; if (this.stateA) num -= 1
}

Ви також можете використовувати побітові оператори, розбирати число базових 2, перерахунки ... Є багато більш ефективних способів його реалізації, мене цікавить назва підходу в цілому.

Його найчастіше називають бітовим полем , а ще один термін, який ви часто чуєте, - це бітові маски , які використовуються для отримання або встановлення одночасно окремих бітових значень або всього бітового поля.

Багато мов програмування мають допоміжні структури, які допомагають у цьому. Як зазначає @BernhardHiller у коментарях, C # має перерахунки із прапорами ; У Java є клас EnumSet .

Дивно, тут досить багато різних термінів, але я не бачу тієї, яка мені відразу прийшла в голову (і це в заголовку вашого питання!) - Бітова упаковка - це те, що я завжди чув, що це називається.

Я подумав, що це дійсно очевидно, але дивно, коли я google це здається, що це термін, який широко використовується, але офіційно не визначений (Вікіпедія, здається, перенаправляє на бітове поле, що є способом упаковки бітів, але не назви для процес). Пошук визначення, схоже, призводить до цієї сторінки:

http://www.kinematicsoup.com/news/2016/9/6/data-compression-bit-packing-101

Що не чудово для цілей SO, але це найкраще визначення / опис, який я можу знайти, включаючи цей стислий опис: "Упаковка бітів - це проста концепція. Використовуйте якомога менше бітів для зберігання фрагмента даних".

Для опису цього існує багато різних термінів.

Найчастіше біти називають "бітовими прапорами" або "бітовими полями".
(Однак варто зазначити, що "бітові поля" іноді посилаються на певну особливість мов C і C ++, яка пов'язана, але не зовсім однакова.)

Саме ціле число по-різному називається або "бітовим масивом", "бітовим набором" або "бітовим вектором", залежно від звичок і обставин.

Так чи інакше, витяг бітів з набору бітів / вектора / масиву здійснюється шляхом зсуву та маскування.
(тобто з використанням трохи маски .)

Деякі приклади кожного терміна в активному використанні:

• Стаття Вікіпедії з цього приводу має назву Бітовий масив , де зазначається, що вона "також відома як бітова карта, бітовий набір, бітовий рядок або бітовий вектор"
• Використовує C ++ std::bitset
• Java використовує BitSet
• C # використовує BitArray
• StackOverflow має мітки bitvector, bitarrayіbitset
• На PyPi є bitarrayпроект і BitVectorпроект

Це не дуже доречне питання, але я хочу сказати: будь ласка, не використовуйте додавання та віднімання для встановлення та очищення бітів, оскільки ці методи схильні до помилок.
(тобто якщо ви робите num += 1двічі, результат еквівалентний num += 2.)

Переважно використовувати замість них відповідні операції, якщо їх вибрана мова:

packStatesIntoNumber ()
{
  let num = 0
  if (this.stateA) num |= 1
  if (this.stateB) num |= 2
  if (this.stateC) num |= 4
  if (this.stateD) num |= 8
  if (this.stateE) num |= 16
  if (this.stateF) num |= 32
  return num
}

unpackStatesFromNumber (num)
{
  this.stateF = ((num & 32) != 0);
  this.stateE = ((num & 16) != 0);
  this.stateD = ((num & 8) != 0);
  this.stateC = ((num & 4) != 0);
  this.stateB = ((num & 2) != 0);
  this.stateA = ((num & 1) != 0);
}