Co to jest tablica logiczna?

Tablica Boolean w programowaniu komputerowym to sekwencja wartości, która może zawierać tylko wartości prawda lub fałsz. Z definicji wartość logiczna może być tylko prawdziwa lub fałszywa i nie może zawierać żadnej innej wartości pośredniej. Tablica to sekwencja typów danych, które zajmują pozycje numeryczne w liniowej przestrzeni pamięci. Podczas gdy rzeczywista implementacja tablicy Boolean jest często pozostawiona kompilatorowi lub bibliotekom języka komputerowego, najefektywniej jest to wykonywane przy użyciu bitów zamiast pełnych bajtów lub słów. Istnieje kilka zastosowań tablicy logicznej, w tym śledzenie flag właściwości i wyrównywanie ustawień fizycznych interfejsów sprzętowych.

Idea tablicy logicznej wywodzi się z oryginalnych metod, które były używane do przechowywania informacji na komputerach, w których dostępna była bardzo mała pamięć. Pierwsza implementacja tablicy logicznej miała postać tablicy bitowej. Używało to większych typów danych, takich jak bajty lub długie liczby całkowite, do przechowywania informacji poprzez ustawienie bitów typu danych na prawdę lub fałsz. W ten sposób pojedynczy bajt o długości ośmiu bitów może zawierać osiem różnych wartości prawdziwych lub fałszywych, oszczędzając miejsce i umożliwiając wydajne operacje bitowe.

Wraz ze wzrostem wielkości pamięci komputera zmniejszyła się potrzeba korzystania z macierzy bitowych. Chociaż używanie bitów oferuje możliwość przesuwania bitów i używania operatorów logicznych, które umożliwiają niewiarygodnie szybkie przetwarzanie, wymaga również niestandardowego kodu do obsługi tego typu operacji. Używanie standardowej struktury tablicowej do przechowywania sekwencji bajtów jest prostszym rozwiązaniem, ale zajmuje znacznie więcej pamięci podczas wykonywania programu. Można to zobaczyć podczas tworzenia tablicy 32 wartości logicznych. W przypadku tablicy bitowej dane zajmą tylko cztery bajty pamięci, ale tablica typu Boolean może zajmować od 32 do 128 bajtów, w zależności od implementacji systemu.

Niektóre języki programowania komputerowego faktycznie implementują tablicę bitową, gdy używany jest typ tablicy logicznej, chociaż nie jest to powszechne. Tablica Boolean ma tę zaletę, że jest bardzo łatwa do odczytania podczas przeglądania kodu źródłowego. Porównania i przypisania są przedstawione w przejrzysty sposób, podczas gdy w przypadku tablicy bitowej operatory logiczne „i”, „lub” i „nie” muszą być użyte, potencjalnie tworząc mylący kod.

Pomimo łatwości użycia, jedną z funkcji, której nie można używać z tablicą Boolean, jest maska ​​bitowa. Maska bitowa to jednobajtowy lub większy typ danych, który zawiera sekwencję wartości prawdziwych i fałszywych odnoszących się do wielu warunków. W jednej operacji można jednocześnie sprawdzić wiele bitów pod kątem ich prawdziwych lub fałszywych stanów. W przypadku tablicy wartości logicznych opartych na liczbach całkowitych ta sama operacja musiałaby zostać wykonana z pętlą.