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Javascriptでビット配列を作成するにはどうすればよいですか？

JavaScriptでビット配列を実装する最良の方法は何ですか？

javascriptbitarray
22
DrStrangeLove

これが私が作ったものです：

更新-このクラスに関する何かが一日中私を悩ませていました-それはサイズベースではありませんでした-Nスロット/ビットでBitArrayを作成することは2ステップの操作でした-インスタンス化、サイズ変更。サイズベースのインスタンスに配列値または基数10の数値を入力するためのオプションの2番目のパラメーターを使用して、クラスをサイズベースに更新しました。

（それをいじる ここ ）

/* BitArray DataType */

// Constructor
function BitArray(size, bits) {
    // Private field - array for our bits
    this.m_bits = new Array();

    //.ctor - initialize as a copy of an array of true/false or from a numeric value
    if (bits && bits.length) {
        for (var i = 0; i < bits.length; i++)
            this.m_bits.Push(bits[i] ? BitArray._ON : BitArray._OFF);
    } else if (!isNaN(bits)) {
        this.m_bits = BitArray.shred(bits).m_bits;

    }
    if (size && this.m_bits.length != size) {
        if (this.m_bits.length < size) {
            for (var i = this.m_bits.length; i < size; i++) {
                this.m_bits.Push(BitArray._OFF);
            }
        } else {
            for(var i = size; i > this.m_bits.length; i--){
                this.m_bits.pop();
            }
        }
    }
}

/* BitArray PUBLIC INSTANCE METHODS */

// read-only property - number of bits 
BitArray.prototype.getLength = function () { return this.m_bits.length; };

// accessor - get bit at index 
BitArray.prototype.getAt = function (index) {
    if (index < this.m_bits.length) {
        return this.m_bits[index];
    }
    return null;
};
// accessor - set bit at index 
BitArray.prototype.setAt = function (index, value) {
    if (index < this.m_bits.length) {
        this.m_bits[index] = value ? BitArray._ON : BitArray._OFF;
    }
};

// resize the bit array (append new false/0 indexes) 
BitArray.prototype.resize = function (newSize) {
    var tmp = new Array();
    for (var i = 0; i < newSize; i++) {
        if (i < this.m_bits.length) {
            tmp.Push(this.m_bits[i]);
        } else {
            tmp.Push(BitArray._OFF);
        }
    }
    this.m_bits = tmp;
};

// Get the complimentary bit array (i.e., 01 compliments 10)
BitArray.prototype.getCompliment = function () {
    var result = new BitArray(this.m_bits.length);
    for (var i = 0; i < this.m_bits.length; i++) {
        result.setAt(i, this.m_bits[i] ? BitArray._OFF : BitArray._ON);
    }
    return result;
};

// Get the string representation ("101010") 
BitArray.prototype.toString = function () {
    var s = new String();
    for (var i = 0; i < this.m_bits.length; i++) {
        s = s.concat(this.m_bits[i] === BitArray._ON ? "1" : "0");
    }
    return s;
};

// Get the numeric value 
BitArray.prototype.toNumber = function () {
    var pow = 0;
    var n = 0;
    for (var i = this.m_bits.length - 1; i >= 0; i--) {
        if (this.m_bits[i] === BitArray._ON) {
            n += Math.pow(2, pow);
        }
        pow++;
    }
    return n;
};

/* STATIC METHODS */

// Get the union of two bit arrays
BitArray.getUnion = function (bitArray1, bitArray2) {
    var len = BitArray._getLen(bitArray1, bitArray2, true);
    var result = new BitArray(len);
    for (var i = 0; i < len; i++) {
        result.setAt(i, BitArray._union(bitArray1.getAt(i), bitArray2.getAt(i)));
    }
    return result;
};

// Get the intersection of two bit arrays 
BitArray.getIntersection = function (bitArray1, bitArray2) {
    var len = BitArray._getLen(bitArray1, bitArray2, true);
    var result = new BitArray(len);
    for (var i = 0; i < len; i++) {
        result.setAt(i, BitArray._intersect(bitArray1.getAt(i), bitArray2.getAt(i)));
    }
    return result;
};

// Get the difference between to bit arrays
BitArray.getDifference = function (bitArray1, bitArray2) {
    var len = BitArray._getLen(bitArray1, bitArray2, true);
    var result = new BitArray(len);
    for (var i = 0; i < len; i++) {
        result.setAt(i, BitArray._difference(bitArray1.getAt(i), bitArray2.getAt(i)));
    }
    return result;
};

// Convert a number into a bit array
BitArray.shred = function (number) {
    var bits = new Array();
    var q = number;
    do {
        bits.Push(q % 2);
        q = Math.floor(q / 2);
    } while (q > 0);
    return new BitArray(bits.length, bits.reverse());
};

/* BitArray PRIVATE STATIC CONSTANTS */
BitArray._ON = 1;
BitArray._OFF = 0;

/* BitArray PRIVATE STATIC METHODS */

// Calculate the intersection of two bits 
BitArray._intersect = function (bit1, bit2) {
    return bit1 === BitArray._ON && bit2 === BitArray._ON ? BitArray._ON : BitArray._OFF;
};

// Calculate the union of two bits 
BitArray._union = function (bit1, bit2) {
    return bit1 === BitArray._ON || bit2 === BitArray._ON ? BitArray._ON : BitArray._OFF;
};

// Calculate the difference of two bits 
BitArray._difference = function (bit1, bit2) {
    return bit1 === BitArray._ON && bit2 !== BitArray._ON ? BitArray._ON : BitArray._OFF;
};

// Get the longest or shortest (smallest) length of the two bit arrays 
BitArray._getLen = function (bitArray1, bitArray2, smallest) {
    var l1 = bitArray1.getLength();
    var l2 = bitArray2.getLength();

    return l1 > l2 ? smallest ? l2 : l1 : smallest ? l2 : l1;
};

迅速で汚いものからプロトタイプベースへのリファクタリングを依頼してくれた@DanielBauligへのクレジット。

16
Brian

ビット配列についてはわかりませんが、新しい機能を使用してバイト配列を簡単にすることができます。

ルックアップ 型付き配列 。私はこれらをChromeとFirefoxの両方で使用しました。重要なものはUint8Arrayです。

512個の初期化されていないバイトの配列を作成するには：

var arr = new UintArray(512);

そしてそれにアクセスする（6バイト目）：

var byte = arr[5];

Node.jsの場合は、 Buffer （サーバー側）を使用します。

編集：

個々のビットにアクセスするには、ビットマスクを使用します。

ビットを自分の位置に配置するには、num & 0x1を実行します

12
beatgammit

Stanford Javascript Crypto Library（SJCL） は、ビット配列の実装を提供し、さまざまな入力（16進文字列、バイト配列など）をビット配列に変換できます。

それらのコードはGitHubで公開されています： bitwiseshiftleft/sjcl 。したがって、 bitArray.js を検索すると、ビット配列の実装を見つけることができます。

バイトからビットへの変換は ここ で見つけることができます。

5
Benny Neugebauer

このようなものは私が考えることができる限り近いです。ビット配列を32ビット数として保存し、より大きなセットを処理するためにそれを裏付ける標準配列を持っています。

class bitArray {
  constructor(length) {
    this.backingArray = Array.from({length: Math.ceil(length/32)}, ()=>0)
    this.length = length
  }
  get(n) {
    return (this.backingArray[n/32|0] & 1 << n % 32) > 0
  }
  on(n) {
    this.backingArray[n/32|0] |= 1 << n % 32
  }
  off(n) {
    this.backingArray[n/32|0] &= ~(1 << n % 32)
  }
  toggle(n) {
    this.backingArray[n/32|0] ^= 1 << n % 32
  }
  forEach(callback) {
    this.backingArray.forEach((number, container)=>{
      const max = container == this.backingArray.length-1 ? this.length%32 : 32
      for(let x=0; x<max; x++) {
        callback((number & 1<<x)>0, 32*container+x)
      }
    })
  }
}
let bits = new bitArray(10)
bits.get(2) //false
bits.on(2)
bits.get(2) //true

bits.forEach(console.log) 
/* outputs:
false
false
true
false
false
false
false
false
false
false
*/

bits.toggle(2)

bits.forEach(console.log) 
/* outputs:
false
false
false
false
false
false
false
false
false
false
*/

bits.toggle(0)
bits.toggle(1)
bits.toggle(2)

bits.off(2)
bits.off(3)
bits.forEach(console.log) 
/* outputs:
true
true
false
false
false
false
false
false
false
false
*/
4
Commi

私が必要なことだけを行う素晴らしくシンプルなクラスをありがとう。

テスト中に、エッジケースのバグをいくつか見つけました。

get(n) {
    return (this.backingArray[n/32|0] & 1 << n % 32) != 0
    // test of > 0 fails for bit 31
}

forEach(callback) {
    this.backingArray.forEach((number, container)=>{
        const max = container == this.backingArray.length-1 && this.length%32
            ? this.length%32 : 32;
            // tricky Edge-case: at length-1 when length%32 == 0,
            // need full 32 bits not 0 bits
    for(let x=0; x<max; x++) {
        callback((number & 1<<x)!=0, 32*container+x) // see fix in get()
    }
})

私の最終的な実装では、上記のバグを修正し、backArrayをArrayではなくUint8Arrayに変更しました。これにより、signedintのバグが回避されます。

0
somatoma

おそらく[間違いなく]これを行う最も効率的な方法ではありませんが、0と1の文字列は、基数2の数値として数値として解析され、16進数に変換され、最後にバッファに変換されます。

const bufferFromBinaryString = (binaryRepresentation = '01010101') =>
    Buffer.from(
        parseInt(binaryRepresentation, 2).toString(16), 'hex');

繰り返しますが、効率的ではありません。しかし、私は比較的単純なため、このアプローチが好きです。

0
John Henry