Jak nazywa się przechowywanie / pakowanie wielu stanów logicznych w jedną liczbę?

Jest to rodzaj prostej kompresji, w której używasz jednej zmiennej numerycznej do przechowywania wielu stanów logicznych / binarnych, wykorzystując podwojenie oraz fakt, że każda liczba podwojenia to 1 + suma wszystkich poprzednich.

Jestem pewien, że to musi być stara, dobrze znana technika. Chciałbym wiedzieć, jak się nazywa, aby się do niej poprawnie odwoływać. Przeprowadziłem kilka wyszukiwań pod każdym względem, który mogę wymyślić, aby to opisać, ale nie znalazłem nic poza niektórymi artykułami na blogu, w których autorzy artykułu sami się zorientowali i nie wiedzą, jak to nazwać ( przykład 1 , przykład 2 ).

Na przykład oto bardzo prosta implementacja mająca zilustrować tę koncepcję:

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
}

Możesz także użyć operatorów bitowych, parsowania liczb 2, wyliczeń ... Istnieje wiele bardziej wydajnych sposobów implementacji, interesuje mnie nazwa tego podejścia bardziej ogólnie.

Jest to najczęściej określane jako pole bitowe , a innym terminem, który często słyszysz, są maski bitowe , które są używane do pobierania lub ustawiania pojedynczych wartości bitowych lub całego pola bitowego jednocześnie.

Wiele języków programowania ma w tym celu pomocnicze struktury. Jak zauważa @BernhardHiller w komentarzach, C # ma wyliczenia z flagami ; Java ma klasę EnumSet .

Dziwne, trochę inne terminy tutaj, ale nie widzę tego, który od razu przyszedł mi do głowy (i to w tytule twojego pytania!) - Pakowanie bitów jest tym, co zawsze słyszałem.

Myślałem, że to naprawdę oczywiste, ale dziwnie, kiedy google, to wydaje się być terminem, który jest powszechnie używany, ale nie jest oficjalnie zdefiniowany (Wikipedia wydaje się przekierowywać na pole bitowe, które jest sposobem na pakowanie bitów, ale nie jest nazwą proces). Wyszukiwanie definicji wydaje się prowadzić do tej strony:

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

Co nie jest świetne do celów SO, ale jest to najlepsza definicja / opis, jaki mogę znaleźć, w tym ten zwięzły opis: „Pakowanie bitów to prosta koncepcja: używaj jak najmniej bitów do przechowywania danych”.

Istnieje wiele różnych terminów używanych do opisania tego.

Najczęściej bity nazywane są „flagami bitowymi” lub „polami bitowymi”.
(Warto jednak zauważyć, że „pola bitowe” czasami odnoszą się do konkretnej funkcji języków C i C ++, która jest powiązana, ale nie dokładnie taka sama.)

Sama liczba całkowita jest różnie określana jako „tablica bitów”, „zestaw bitów” lub „wektor bitowy”, w zależności od zastosowań i okoliczności.

Tak czy inaczej, ekstrakcja bitów z zestawu bitów / wektor / tablica odbywa się poprzez przesunięcie i maskowanie.
(tj. za pomocą maski bitowej ).

Niektóre przykłady każdego aktywnego terminu:

• Artykuł Wikipedii na ten temat jest zatytułowany Tablica bitów , która stwierdza, że ​​jest ona „znana również jako mapa bitowa, zestaw bitów, ciąg bitów lub wektor bitowy”
• Używa C ++ std::bitset
• Używa Java BitSet
• Używa C # BitArray
• StackOverflow ma tagów bitvector, bitarrayibitset
• Na PyPi jest bitarrayprojekt i BitVectorprojekt

To nie jest tak naprawdę związane z pytaniem, ale chciałbym powiedzieć: nie używaj dodawania i odejmowania do ustawiania i usuwania bitów, ponieważ metody te są podatne na błędy.
(tzn. jeśli zrobisz to num += 1dwa razy, wynik jest równoważny num += 2.)

Wolę zamiast tego użyć odpowiednich operacji bitowych, jeśli zapewnia je wybrany przez Ciebie język:

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);
}