Khi nào thì thích hợp sử dụng toán tử bitwise trong biểu thức điều kiện?

Đầu tiên, một số nền tảng: Tôi là một giáo viên đào tạo CNTT và tôi đang cố gắng giới thiệu các toán tử boolean của java cho lớp 10 của tôi. Giáo viên cố vấn của tôi đã xem qua một bảng tính mà tôi đã chuẩn bị và nhận xét rằng tôi có thể cho phép họ sử dụng chỉ một & & | để biểu thị các toán tử, bởi vì họ "làm điều tương tự".

Tôi nhận thức được sự khác biệt giữa & và &&.
& là một toán tử bitwise dự định sử dụng giữa các số nguyên, để thực hiện "twiddling".
&& là toán tử có điều kiện dành cho sử dụng giữa các giá trị boolean.

Để chứng minh điểm mà các toán tử này không phải lúc nào cũng "làm điều tương tự", tôi đặt ra để tìm một ví dụ trong đó sử dụng bitwise giữa các giá trị boolean sẽ dẫn đến lỗi. Tôi tìm thấy ví dụ này

boolean bitwise;
boolean conditional;
int i=10, j=12;
bitwise = (i<j) | ((i=3) > 5); // value of i after oper: 3
System.out.println(bitwise+ " "+ i);
i=10; 
conditional = (i<j) || (i=3) > 5 ;  // value of i after oper: 10
System.out.println(conditional+ " "+ i);
i=10; 
bitwise = (i>j) & (i=3) > 5;   // value of i after oper: 3
System.out.println(bitwise+ " "+ i);
i=10; 
conditional = (i>j) && (i=3) > 5;  // value of i after oper: 10
System.out.println(conditional+ " "+ i);

Ví dụ này cho thấy rằng nếu một giá trị phải được thay đổi bởi nửa sau của biểu thức, thì điều này sẽ dẫn đến sự khác biệt giữa các kết quả, vì bitwise là một toán tử háo hức, trong khi điều kiện hoạt động như một mạch ngắn (không đánh giá thứ hai một nửa, nếu nửa đầu là sai trong trường hợp && và đúng trong trường hợp | |).

Tôi có một vấn đề với ví dụ này. Tại sao bạn muốn thay đổi một giá trị cùng lúc với việc bạn so sánh nó? Nó dường như không phải là một cách mạnh mẽ để viết mã. Tôi luôn không thích thực hiện nhiều thao tác trong một dòng trong mã sản xuất của mình. Có vẻ như một thứ gì đó là "cao bồi mã hóa" không có lương tâm về khả năng duy trì mã của anh ta sẽ làm. Tôi biết rằng trong một số tên miền mã cần phải gọn nhất có thể, nhưng chắc chắn đây là một thực tế kém nói chung?

Tôi có thể giải thích sự lựa chọn của mình về việc khuyến khích sử dụng && và || trên & và | bởi vì đây là một quy ước mã hóa được chấp nhận trong công nghệ phần mềm .

Nhưng ai đó có thể vui lòng cho tôi một ví dụ tốt hơn, thậm chí trong thế giới thực, về việc sử dụng toán tử bitwise trong biểu thức điều kiện không?

nó phù hợp khi bạn đang thực hiện thao tác mặt nạ

if ((a & b)> 0) {...}

trong đó a và b là số nguyên

| | và | và && và & không thể hoán đổi cho nhau

| và & amost sẽ không bao giờ xuất hiện trong một biểu thức có điều kiện (điểm liên kết bạn đưa vào là những thứ như vậy thường là lỗi nhất)

EDIT: Đừng tranh luận với người cố vấn của bạn; ngay cả khi bạn thắng, bạn vẫn thua. Thay vào đó, giải thích rằng bạn không muốn gây nhầm lẫn cho sinh viên bằng cách trộn các toán tử logic và toán tử bitwise trong cùng một bài học. Bạn có thể giải thích rằng nếu i = 3 và j = 2 thì i & j = 2, trong khi i && j là một lỗi. Tuy nhiên, lời giải thích đơn giản hơn là bạn đang dạy các toán tử boolean (logic), do đó, việc ném vào các trường hợp tương đương bitwise trong trường hợp đặc biệt là một sự phân tâm từ điểm chính của bài học. Không cần phải làm cho người cố vấn "sai", và không cần phải đưa ra các ví dụ phản tác dụng. Trọng tâm của bài học là về các toán tử boolean, không phải các toán tử bitwise.

Như một hệ quả tất yếu, khi bạn bắt đầu dạy các toán tử bitwise, không cần hiển thị các trường hợp đặc biệt trong đó + và - tạo ra kết quả giống như & và |

Các toán tử không bitwise &&và ||là các toán tử ngắn mạch. Nói cách khác, với &&, nếu LHS sai, RHS sẽ không bao giờ được đánh giá; với ||nếu LHS là đúng, thì RHS sẽ không bao giờ được đánh giá. Mặt khác, các toán tử bitwise &và |không ngắn mạch, và sẽ luôn đánh giá cả LHS và RHS. Mặt khác, chúng tương đương trong một iftuyên bố.

Lần duy nhất tôi có thể thấy giá trị khi sử dụng các toán tử không ngắn mạch là nếu RHS có một loại tác dụng phụ mong muốn mà bạn muốn xảy ra trong mọi trường hợp. Tôi không thể nghĩ ra một ví dụ cụ thể nơi bạn muốn điều này và tôi không tin đó là cách thực hành tốt, nhưng đó là sự khác biệt.

Câu trả lời triết học chung là việc sử dụng các toán tử bitwise cho các toán tử boolean là không điển hình và làm cho mã khó đọc hơn. Trong thực tế (đối với mã đang được sản xuất), mã dễ đọc hơn sẽ dễ bảo trì hơn và do đó mong muốn hơn.

Để sử dụng trong thế giới thực, cần có các toán tử ngắn mạch, xem các trường hợp như:

if (args.length > 0 && args[0] == 'test') ....

if (b != NULL && b.some_function()) ...

if (b == NULL || b.some_function()) ...

Những loại hoạt động này xuất hiện thường xuyên trong mã thế giới thực.

Bạn sẽ sử dụng các toán tử bitwise nếu bạn so sánh các liệt kê Bitmask. Ví dụ: bạn có một bảng liệt kê các trạng thái và một đối tượng có thể ở nhiều hơn một trong các trạng thái đó. Trong trường hợp này, bạn sẽ thực hiện một chút hoặc để gán nhiều trạng thái cho đối tượng của mình.

ví dụ như state = CONNECTED | IN_PROGRESSở đâu CONNECTED could be 0x00000001vàIN_PROGRESS 0x00000010

Để biết thêm thông tin, tra cứu tài liệu enums cờ.

một ví dụ đơn giản hơn về sai lầm:

int condA=1, condB=2;

if (condA!=0 && condB!=0) {
    // correct!
}
if ((condA & condB)!=0) {
    // never executed
}

Ở đây bạn có hai điều kiện, cả hai đều khác không; nhưng &kết quả bitwise bằng không.