Operaciones con bits

Teoría de la Información 2007

Operaciones a nivel bit

Operaciones a nivel bit
En primer lugar veamos la necesidad de trabajar a nivel bit, y creo que la mejor forma es dando un ejemplopractico. Supongamos que obtuvimos un código de Huffman sobre unos caracteres y nos dio la siguiente codificación:

Entonces, por ejemplo la siguiente cadena “aacbc”, la codifico y produce la secuencia1100101001. Ahora bien, si uno representara cada bit como un char o un integer estaríamos expandiendo siempre el archivo original y esto no es lo que queremos. Entonces introduciremos y refrescaremosconceptos de lógica binaria y exactamente para que sirve cada operador, para luego ver implementaciones de algoritmos en Java.

Lógica Binaria y aplicaciones
AND ( & ) Es útil para “eliminar” bits deun operando, ya que al hacer num & máscara (con un 0 en la posición deseada de mascara) el resultado será siempre 0 en esa posición, sin importar el valor que tuviera num en ese lugar. Ejemplo:

Laidea del segundo ejemplo es que el último bit en 0, sea cual fuera el valor de ese bit en num (por eso la máscara es 1110, los “1” hacen que esas posiciones no se alteren en el resultado. El ANDtambién es útil para “averiguar” el valor del bit en una posición, ya que si se hace un AND con máscara =”1”, el resultado es “1” solo si el bit de num es “1” en esa posición, y es “0” si el bit original es“0”.

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Operaciones a nivel bit

Ejemplo:

OR inclusivo ( | ) En este caso, si se hace OR con máscara “1” hace que el resultado sea “1” siempre (no importa si ennum tenemos “1” o “0”) y si se hace con máscara “0” el bit original se deja sin cambio. Ejemplo:

En este ejemplo se ve como se forzó a ser “1” al primer bit y dejar los restantes como antes. ORexclusivo ( ^ ) Es útil para generar el valor complementario de cualquier bit individual en una variable, ya que al operar con un “1” en la máscara, hace que ese bit tome el valor opuesto en esa...