JLI Spieleprogrammierung

[Terep]

Hi Leute
Erst dachte ich, dass ich die Verwendung von Bit-Operatoren verstehe.
Doch dem ist nicht so.
Ich habe hier einen funktionierenden Buchquellcode, den ich nicht verstehe.

In diesem Programm wird jede eingegebene ganze Zahl binär ausgegeben.

[David]

[Terep]

Ich habe es aufgearbeitet und so verstanden:
Zu: Integrale Typen (den Begriff habe ich in C++ vorher nicht wahrgenommen)
Variable wie char, signed char, unsigned char, short int oder unsigned short int lassen sich ohne Informationsverfälschung in einen Integerwert int umsetzen und sind untereinander konvertierbar (Typänderung).
Dies ist möglich, da sie alle als „binäres Muster“ wie folgt hinterlegt hat. Zum Beispiel 151:
Binär 1 0 0 1 0 1 1 1
dezimal 128 0 0 16 0 4 2 1
Index k 7 6 5 4 3 2 1 0

Ist das Bit mit 1 gesetzt wird die entsprechende 2er Potenz hinterlegt. Bei Null eben 0.
Die for-Schleife startet mit AnzahlderBits -1. das heißt hier mit 7 starten und pro Schleife um eins dekrementieren bis einschließlich Null.
Der Operator & (bitweises und) übernimmt die Funktion der Aussagenlogik (und): wenn A und B zugleich wahr sind dann und nur dann ist die Aussage wahr.
In dieser if-Bedingung:
if (zahl & (1 << k))

Aussage A: Wenn der Index k der Zahl eine 1 hat, ist die Aussage A wahr
Aussage B: hier kommt es um eine bitweise Verschiebung um k-stellen. Wenn Aussage
A wahr ist, setzt der &-Operator eine 1, dann ist die Aussage B wahr

Somit ist die if-Bedingung wahr und verzweigt zur Bildschirmausgabe für eine 1 ansonsten im else-Fall eine 0.

Schwierigkeiten im Verständnis habe ich mit der Aussage B. Inhaltlich würde ich es so formulieren. Wenn der Index k bei der Zahl eine 1 hat, ist die Bedingung wahr; und fertig ist es.

Hier sieht es so aus, als ob noch zusätzlich ein zweiter Term (1<<k) da ist. Das heißt, ich habe es immer noch nicht kapiert. Es sieht für mich so aus, wenn der Index k eine 1 hat, setze bei der Bitverschiebung 1<<k entsprechend eine 1. Das gehört dann aber nicht in die if-Bedingung sondern in die Ausführung wenn die Bedingung wahr ist.

Du sagst aber:
Der Operator liefert also nur dann ein gesetztes Bit, wenn beide verknüpften Bits gesetzt sind

Wo ist hier die zweite Bedingung? Wo ist das zweite Bitset?

Auf jeden Fall danke ich Dir für die Reaktion!
Leider brauche ich die Ehrenrunde, da ich es noch nicht verstanden habe.

Terep

PS was meinst Du mit "pet" bei „Mit dem Operator kannst du Bitsets pet UND verknüpfen. Am einfachen Beispiel: „

[David]

Also nochmal langsam:

Du verknüpfst immer zwei Bitsets per Bitoperator. Das eine ist die Zahl das andere ergibt sich aus (1<<k). Da k sich bei jedem Schleifendurchlauf ändert bekommst du immer andere Werte, nämlich Potenzen von Zwei.

Also: Erst wird die Eins um 'k' Stellen nach links geschoben und dann wird das Ergebnis mit 'zahl' per Und verknüpft.

grüße

P.S.: 'pet' ist ein falsch geschriebenes 'per'.

[Terep]

Bitset 1: Ist die Variable zahl
Bitset 2 der Ausdruck 1 << k

Der Verschiebeoperator << schiebt mit jedem Schleifendurchgang um 1 Stelle nach links und gibt die jeweilige 2er Potenz 1, 2, 4, 8 usw. an, wenn die eins gesetzt wird.

Besonderheit: Es findet nicht offiziell in der Art wie „k = 1“ statt.
Sondern der Bitoperator & übernimmt das Ergebnis k = 1 bzw. 0 je nach Schleifenergebnis für den Folgeterm.
Daher gibt es noch 3 weitere Bitoperatoren, die entsprechend anders verknüpfen und so den Term 1 << k zu einem anderen Bitset führen würden.

Der Operator & steht also nicht als reines Auswertungskriterium wie bei der Aussagenlogik zur Verfügung sondern wirkt mit der Verknüpfung & auf den Folgeterm so ein, dass ein Ergebnis in Bezug auf 0 oder 1 wie bei der Aussagelogik "und" eintritt.

Somit habe ich 2 Bitsets, die bei Verwendung von k = 1 true ausgeben. Mehr ist nicht.

Ich hoffe, dem ist so, und ich habe Deine Ausführungen richtig umgesetzt. Ansonsten brauche ich wohl noch eine Ehrenrunde.

Jedenfalls regt Dein Kommentar stark zum Denken und Nachvollziehen an. Dafür danke.

Terep

[David]

Der &-Operator ist schon Auswertungskriterium. Der Idee hinter der &-Verknüpfung haben wir ja bereits geklärt.
Nehmen wir z.B. zwei Bitsets, A und B. A kann jede beliebige Zahl im Dualen System darstellen, B ist eine Zweierpotenz.
Das besondere an Zweierpotenzen ist, das diesen immer nur ein Bit gesetzt ist:

[Terep]

Das Gefühl der Schwammigkeit bzgl. des Zustandekommens des Bitfelds 2 existiert nicht mehr.

Gemäß Deinen Ausführungen ist der Bitoperator in seiner Funktion doch „nur“ das logische „und“ der Aussagenlogik und ich kann es jetzt (!) nachvollziehen:

Der Ablauf in C++ pro for-Schleife für die Bedingung: if (zahl & (1 << k))

Zuerst wird der Term zahl geprüft, wenn das Ergebnis true ist, prüft C++ den UND-Fall.
Ist das Ergebnis Null = false wird die Bedingungsprüfung abgebrochen, da das Ergebnis false steht und es geht bei else weiter.

zahl = Aussage A: Es wird bei Bit k geprüft, ob bei der Variablen zahl in der Bitposition k eine 1 gesetzt ist. Wenn ja = true.

Wenn Aussage A gleich true ist, prüft C++ die 2. Aussage:
(1 << k) = Aussage B: hier wird die 2er-Potenz der entsprechenden k-Position im Bitfeld errechnet. Demzufolge hat die Aussage B immer den Boolwert = true da alles ungleich Null true ist.

Ist Aussage A und B true, setzt der Operator & die if-Bedingung auf true und auch nur dann auf true.

Es geht im Programm weiter.


Anders ausgedrückt, der Operator & braucht 2 Bitsets.
Also gibt man den Term (1 << k) dazu und schon hat man, was man braucht.

Das zu verstehen ist schon schwer genug, das zu entwickeln ist genial.

Jetzt wirkt es auf mich einfach. Wieso brauche ich solange um das zu kapieren? Ich denke, dass ich keine weitere Ehrenrunde brauche.

Danke für Deine Kondition mir den Sachverhalt kopfmäßig nachvollziehen zu lassen.

Terep

[David]

Du siehst das immer noch ein wenig zu kompliziert. Der &-Operator ist nicht der logische &&-Operator. Es gibt in diesem Fall nur ein Kriterium für die If-Anweisung, nämlich das Ergebnis der bitweisen Verknüpfung von 'zahl' und (1<<k).

Vom Ablauf her ist das wie folgt:

(Angenommen: k = 15, zahl = 1001000110000110)