Tên để lưu trữ / đóng gói nhiều trạng thái boolean thành một số là gì?

Đây là một kiểu nén đơn giản trong đó bạn sử dụng một biến số để lưu trữ nhiều trạng thái nhị phân / nhị phân, sử dụng nhân đôi và thực tế là mỗi số nhân đôi là 1 + tổng của tất cả các trạng thái trước đó.

Tôi chắc chắn đó phải là một kỹ thuật cũ, nổi tiếng, tôi muốn biết nó được gọi là gì để tham khảo nó đúng cách. Tôi đã thực hiện một số tìm kiếm trên mọi cách tôi có thể nghĩ ra để mô tả nó, nhưng không tìm thấy gì ngoài một số bài viết trên blog mà các tác giả bài viết dường như đã tự tìm ra điều này và không biết nên gọi nó là gì ( ví dụ 1 , ví dụ 2 ).

Ví dụ, đây là một triển khai rất đơn giản nhằm minh họa khái niệm:

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
}

Bạn cũng có thể sử dụng các toán tử bitwise, phân tích cú pháp số 2 cơ bản, enums ... Có nhiều cách hiệu quả hơn để thực hiện nó, tôi quan tâm đến tên của cách tiếp cận nói chung hơn.

Nó thường được gọi là trường bit và một thuật ngữ khác bạn thường nghe là mặt nạ bit , được sử dụng để nhận hoặc đặt các giá trị bit riêng lẻ hoặc toàn bộ trường bit cùng một lúc.

Nhiều ngôn ngữ lập trình có cấu trúc phụ trợ để giúp với điều này. Như @BernhardHiller ghi chú trong các bình luận, C # có enum với cờ ; Java có lớp EnumSet .

Thật kỳ lạ, khá nhiều thuật ngữ khác nhau ở đây nhưng tôi không thấy từ nào xuất hiện ngay lập tức (và nó có trong tiêu đề câu hỏi của bạn!) - Bit Đóng gói là những gì tôi luôn nghe thấy nó.

Tôi đã nghĩ rằng điều này thực sự rõ ràng nhưng thật kỳ lạ khi tôi google nó dường như là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi nhưng không được xác định chính thức (Wikipedia dường như chuyển hướng đến trường bit là một cách để đóng gói bit, nhưng không phải là một tên cho quá trình). Tìm kiếm định nghĩa dường như dẫn đến trang này:

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

Điều này không tốt cho mục đích SO nhưng đó là định nghĩa / mô tả tốt nhất tôi có thể tìm thấy bao gồm mô tả ngắn gọn này: "Đóng gói bit là một khái niệm đơn giản: Sử dụng càng ít bit càng tốt để lưu trữ một phần dữ liệu."

Có nhiều thuật ngữ khác nhau được sử dụng để mô tả điều này.

Thông thường nhất các bit được gọi là "cờ bit" hoặc "trường bit".
(Tuy nhiên, đáng chú ý là "các trường bit" đôi khi đề cập đến một tính năng cụ thể của ngôn ngữ C và C ++, có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.)

Bản thân số nguyên được gọi khác nhau là "mảng bit", "tập bit" hoặc "vectơ bit", tùy thuộc vào cách sử dụng và hoàn cảnh.

Dù bằng cách nào, việc trích xuất các bit từ tập bit / vector / mảng được thực hiện thông qua dịch chuyển và mặt nạ.
(tức là sử dụng mặt nạ bit .)

Đối với một số ví dụ về mỗi thuật ngữ đang sử dụng:

• Bài viết của Wikipedia về chủ đề này có tiêu đề Mảng bit , lưu ý rằng nó "còn được gọi là bit map, tập bit, chuỗi bit hoặc vectơ bit"
• C ++ sử dụng std::bitset
• Sử dụng Java BitSet
• C # sử dụng BitArray
• StackOverflow có các thẻ bitvector, bitarrayvàbitset
• Trên PyPi có một bitarraydự án và một BitVectordự án

Nó không thực sự phù hợp với câu hỏi nhưng tôi muốn nói: vui lòng không sử dụng phép cộng và phép trừ để đặt và xóa các bit vì các phương thức đó dễ bị lỗi.
(tức là nếu bạn làm num += 1hai lần, kết quả tương đương với num += 2.)

Thay vào đó, thích sử dụng các thao tác bit thích hợp hơn, nếu ngôn ngữ bạn chọn cung cấp cho chúng:

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);
}