Bitmaske
In der Informatik bezeichnet eine Bitmaske eine mehrstellige Binärzahl mithilfe derer Informationen aus einer anderen Binärzahl gelesen oder gespeichert werden können.Methoden
Bit auslesen
Beispiel für '1'-Bit:
01001011 Information
AND 00001000 Bitmaske
-------------
= 00001000 Ergebnis
Beispiel für '0'-Bit:
01001011 Information
AND 00000100 Bitmaske
-------------
= 00000000 Ergebnis
Mit einer einfachen Bedingung kann nun auf das Bit überprüft werden:
IF Ergebnis
0
THEN "Bit ist 0"
ELSE "Bit ist 1"
ENDIF
'0'-Bit setzen
NOT 00001000 Bitmaske
-------------
= 11110111 invertierte Bitmaske
01001011 Information
AND 11110111 invertierte Bitmaske
-------------
= 01000011 Ergebnis
'1'-Bit setzen
01001011 Information
OR 00000100 Bitmaske
-------------
= 01001111 Ergebnis
Bit umschalten (toggle)
01001011 Information
XOR 00001100 Bitmaske
-------------
= 01000111 Ergebnis
Bitmaske erstellen
Die meisten Programmiersprachen unterstützen logisches Schieben, womit sehr effizient Masken mit nur einem Bit erstellt werden können. Im folgenden Beispiel wird eine Bitmaske mit einem Bit an der fünften Position (00010000) erstellt.
byte bitmask = 1 << 4;
Wenn die Bitmaske jedoch bereits vor der Ausführung bekannt ist, wäre es effizienter die Bitmaske als Konstante zu definieren.
Anwendungsbeispiele
Speichereinsparung
Da bei der Programmierung aufgrund des internen Computeraufbaus immer mindestens ein Byte allokiert werden muss, wäre es ineffizient, für jede Information die nur ein Bit benötigt, ein komplettes Byte zu verwenden. Mit einer Bitmaske können bis zu acht Bits in einem Byte angesprochen werden. In der Praxis werden meist jedoch nur logisch zusammengehörige Bits in einem Byte gespeichert. Siehe nächstes Kapitel: benannte_Flags.
benannte Flags
In OpenGL wird beispielsweise die Funktion glClear definiert, welche einen oder mehrere von vier Grafikpuffern löscht. Die Entwickler hätten nun vier Parameter definieren können und ein Funktionsaufruf würde folgendermaßen aussehen:
void glClear(1, 1, 0, 0); // Achtung! Diesen Funktionsaufruf gibt es nicht
Dies ist aber weder effizient noch sehr leserlich. Daher wurde in der gl.h für jeden Puffer ein sogenanntes benanntes_Flag definiert:
#define GL_DEPTH_BUFFER_BIT 0x00000100
#define GL_ACCUM_BUFFER_BIT 0x00000200
#define GL_STENCIL_BUFFER_BIT 0x00000400
#define GL_COLOR_BUFFER_BIT 0x00004000
Und für die Funktion wurde nur ein einzelner Parameter definiert:
void glClear(GLbitfield mask);
Der Funktionsaufruf sind nun folgendermaßen aus:
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
Intern könnte die Funktion folgendermaßen aussehen:
void glClear(GLbitfield mask) {
if (mask & GL_COLOR_BUFFER_BIT) {
// Clear color buffer
}
if (mask & GL_DEPTH_BUFFER_BIT) {
// Clear depth buffer
}
if (mask & GL_ACCUM_BUFFER_BIT) {
// Clear accumulation buffer
}
if (mask & GL_STENCIL_BUFFER_BIT) {
// Clear stencil buffer
}
}
weitere Anwendungsbeispiele
Netzmaske
* Tasteneingabemaske
Siehe auch==• (Logik)] - AND
• - OR
*Negation] - NOT
• - XOR
*[[Boolesche Algebra]
