Untitled - Vitajte na stránkach www.einsty.hostujem.sk

P R O G R A M U J E M EAND OR XOR NOTa b a & b a | b a ^ b ~a0 0 0 0 0 10 1 0 1 1 11 0 0 1 1 01 1 1 1 0 0Tab. 1System.out.println(“a & b = “ + c);Výstupom tohto programu bude èíslo 2216, hexadecimálne 0x08A8, ktoré je skutoènevýsledkom logického súèinu hodnôt 0x3CA8 a 0xCAFE, o èom sa môžeme ¾ahkopresvedèi prepísaním hodnôt premenných a a b a výsledku c do dvojkovej sústavy.Argumentmi operátora & môžu by okrem celoèíselných hodnôt èi premenných aj premennéa hodnoty typu boolean. Tie, ako vieme, sú široké len jeden bit. Logický súèin sarealizuje nad týmto jediným bitom a výsledky sú v zhode s tabu¾kou 1, len s týmrozdielom, že namiesto èíselných hodnôt 0 a 1 uvažujeme pri logických premennýchliterály false a true. O tom ostatne svedèí nasledujúci úsek programu:System.out.println(“true & false = “ + (true & false));ktorého výstupom bude, pochopite¾ne, literál false.Operátor bitového logického súètu | realizuje výpoèet logického súètu jednotlivýchbitov svojich dvoch operandov. Opä ide o binárny operátor s asociáciou z¾ava doprava.Použitie ukážeme na modifikácii predchádzajúceho príkladu:int a = 0x3CA8;int b = 0xCAFE;int c = a | b;System.out.println(“a | b = “ + c);Tentoraz je výstupom hodnota 65278, hexadecimálne 0xFEFE. O správnosti výsledku saopätovne možno presvedèi prepisom hodnôt do dvojkovej sústavy.Aj operátor | dokáže spracova logické premenné typu boolean. Výstupom nasledujúcehoriadka:System.out.println(“true | false = “ + (true | false));,je teda literál true.Operátor bitového exkluzívneho logického súètu ^ nás už iste nièím neprekvapí. Slúžina výpoèet funkcie XOR, ktorá na rozdiel od funkcie OR (tzv. inkluzívneho logickéhosúètu) vyluèuje súèasnú platnos oboch svojich argumentov. (To je ostatne jediný bod, vktorom sa XOR líši od OR.) Aj tento operátor je binárny a asociuje sa z¾ava doprava.Obligátny príklad:int a = 0x3CA8;int b = 0xCAFE;int c = a ^ b;System.out.println(“a ^ b = “ + c);Program poskytne výsledok 63062, hexadecimálne 0xF656.Ani operátor ^ nám neodoprie možnos aplikova ho na hodnoty typu boolean:System.out.println(“true ^ true = “ + (true ^ true));Ako uvidíme po spustení, exkluzívnym logickým súètom dvoch hodnôt true je presnepod¾a predpokladov hodnota false.Operátor bitovej negácie ~ naš astie trochu narúša doterajší stereotyp. Ako vyplýva zpovahy negácie, tento operátor bude unárny a asociova sa bude podobne ako inéunárne operátory sprava do¾ava. Aplikova ho však môžeme výhradne na premennéceloèíselného typu:int a = 0x3CA8;int b = ~a;System.out.println(“~a = “ + b);Výstupom bude bitová negácia hodnoty 0x3CA8, èo je dekadicky –15529 (typ int je znamienkový,spomínate si?) a hexadecimálne 0xFFFFC357 (pretože typ int má šírku 32 bitov).Ve¾ký pozor si treba da pri pokuse o negáciu premenných typu boolean. V takom prípadetotiž nemožno použi operátor bitovej negácie ~. Naš astie Java je v tomto smereoh¾aduplná a ako náhradu ponúka operátor logickej negácie !. Pre tento operátor inakplatí všetko, èo sme uviedli o operátore ~. Ešte krátky príklad:System.out.println(“!true = “ + !true);Ako sa môžeme presvedèi , negáciou hodnoty true je (prekvapujúco :) hodnota false.V Jave podobne ako v C++ existujú okrem bitových operátorov logického súèinu & alogického súètu | ešte iné dva logické operátory && a ||, realizujúce na poh¾ad rovnakélogické funkcie. Oba operátory sú binárne a asociujú sa z¾ava doprava, ich operandy všakmusia by typu boolean. Okrem toho sa operátory && a || líšia od svojich jednoznakovýchnáprotivkov v pomerne zásadnej veci: spomeòme si, že operandy operátora sav Jave vyhodnocujú vždy z¾ava doprava. Ak sa však ¾avý operand operátora && vyhodnotíako false, výsledok už nemôže by iný ako false, preto sa pravý operand ani nevyhodnocuje.Podobne operátor ||: ak má jeho ¾avý operand hodnotu true, výsledok budeza každých okolností true a pravý operand sa nevyhodnotí.Na demonštráciu uvedených vlastností operátorov && a || slúži nasledujúci príklad:int i = 10;boolean never = false;boolean r1 = (i < 0) && (never = true);boolean r2 = (i > 0) || (never = true);System.out.println(“r1 = “ + r1 + “, r2 = “ + r2);System.out.println(“never = “ + never);Výstup programu:r1 = false, r2 = truenever = falsenám potvrdí, že pri vyhodnocovaní výrazov priraïujúcich hodnoty premenným r1 a r2sú výsledky známe už po vyhodnotení príslušných podmienok a k priradeniu true dopremennej never nikdy nedôjde.Èitate¾ ovládajúci C++ si azda v súvislosti s operátorom && všimne zásadný rozdielmedzi C++ a Javou. V C++ môžu by operandy && ¾ubovo¾ného èíselného typu. Zobermesi teda napríklad èísla 5 a 10. Výraz 5 && 10 je vyhodnotený ako pravdivý (jeho hodnotaje 1), zatia¾ èo výraz 5 & 10 je vyhodnotený ako 0, pretože oba operandy majú spodnéštyri bity „na preskáèku“ (0101 a 1010). V Jave operandy && môžu by iba typuboolean a výsledok aplikácie operátora && bude rovnaký ako výsledok aplikácie &,rozdiel je len v prípadnom skrátenom vyhodnocovaní. Zatia¾ èo teda v C++ je potrebnépodmienky re azi operátorom && (ako napr. a >= 100 && a < 200), v Jave môžemepouži aj operátor &. Pozor treba da iba na to, aby výsledok aplikácie & bol typuboolean, pretože podmienkové výrazy v príkazoch if, while a pod. musia by výhradnetypu boolean.Praktická aplikácia bitových operátorovBitové operátory &, | a ^ možno s úspechom použi pri manipulácii s jednotlivými bitmiceloèíselných premenných. V praxi sa obyèajne vyskytne potreba vybrané bity urèitej premennejnastavi , vynulova alebo preklopi do opaèného stavu. Ostatné bity by sme radiponechali v pôvodnom stave. Riešenie tejto úlohy je pomerne jednoduché, staèí dobreovláda vlastnosti logických funkcií.Pre nastavenie vybraných bitov s úspechom využijeme funkciu logického súètu OR.Ako vyplýva z tabu¾ky jej funkèných hodnôt (tab. 1), logický súèet s jednotkovým bitomje vždy jednotka, logický súèet s nulovým bitom pôvodný bit nemení. Ako druhý operandoperátora | teda použijeme èíslo, v ktorom sú jednotkové tie bity, ktoré chceme nastavi ,a nulové všetky ostatné. Príklad:byte b = 0x29;System.out.println(“b | 0x07 = “ + (b | 0x07));Chceme nastavi spodné tri bity, použijeme teda èíslo 0x07. Výsledok bude pod¾a oèakávaniaèíslo 0x2F (resp. 47 dekadicky).Na nulovanie vybraných bitov sa hodí funkcia logického súèinu AND. Logický súèin¾ubovo¾nej hodnoty s nulou je vždy nula, logický súèin s jednotkou pôvodný bit zachová.Tentoraz teda použijeme ako druhý operand operátora & èíslo, v ktorom sú nulové tiebity, ktoré potrebujeme vynulova ; ostatné bity zadáme jednotkové. Príklad:byte b = 0x29;System.out.println(“b & 0xF8 = “ + (b | 0xF8));Tentoraz chceme vynulova spodné tri bity, vhodným operandom bude èíslo 0xF8.Výsledkom je hodnota 0x28 alebo dekadicky 40.Koneène negáciu vybraných bitov realizujeme pomocou funkcie exkluzívneho logickéhosúètu XOR. Tá má tú vlastnos , že ak XORujeme ¾ubovo¾ný bit s jednotkou, výsledkomje presne opaèná hodnota. Nula pôvodný bit nemení. Operand operátora ^ vytvorímerovnakým spôsobom ako pri nastavovaní bitov. Príklad:byte b = 0x29;System.out.println(“b ^ 0x07 = “ + (b ^ 0x07));Opätovne použijeme èíslo 0x07, výsledkom negácie spodných troch bitov hodnoty 0x29bude èíslo 0x2E, dekadicky 46.Èíslo, ktoré používame ako druhý operand operátorov &, | a ^, sa nazýva maska. Je vhodnéuloži si masku do samostatnej premennej (prípadne konštantnej premennej – uvidímeneskôr, ako ju deklarujeme). Potom ju môžeme používa ve¾mi elegantným spôsobom:final byte MASK = 0x07;b = b | MASK; // nastavenie124 PC REVUE 12/2000