Ce este o matrice booleană?

O matrice booleană în programarea computerelor este o secvență de valori care poate conține doar valorile adevărat sau fals. Prin definiție, un boolean poate fi doar adevărat sau fals și nu poate păstra nicio altă valoare intermediară. O matrice este o secvență de tipuri de date care ocupă poziții numerice într-un spațiu de memorie liniar. În timp ce implementarea efectivă a unui tablou boolean este adesea lăsată la latitudinea compilatorului sau a bibliotecilor de limbaj de calculator, aceasta se realizează cel mai eficient prin utilizarea biților în loc de octeți sau cuvinte complete. Există mai multe utilizări pentru o matrice booleană, inclusiv urmărirea steagurilor de proprietate și alinierea setărilor pentru interfețele hardware fizice.

Ideea unui tablou boolean provine din metodele originale care au fost folosite pentru a stoca informații pe computere unde era foarte puțină memorie disponibilă. Prima implementare a unui tablou boolean a luat forma unui tablou de biți. Aceasta a folosit tipuri de date mai mari, cum ar fi octeți sau numere întregi lungi pentru a reține informații, setând biții tipului de date la adevărat sau fals. În acest fel, un singur octet care are opt biți poate conține opt valori diferite adevărate sau false, economisind spațiu și permițând operații eficiente pe biți.

Pe măsură ce dimensiunea memoriei computerului a crescut, nevoia de a utiliza matrice de biți a scăzut. În timp ce utilizarea biților oferă posibilitatea deplasării biților și utilizarea operatorilor logici care permit o procesare incredibil de rapidă, necesită, de asemenea, cod personalizat pentru a gestiona aceste tipuri de operațiuni. Utilizarea unei structuri standard de matrice pentru a păstra o secvență de octeți este o soluție mai simplă, dar este nevoie de mult mai multă memorie în timpul execuției programului. Acest lucru poate fi văzut când se creează o matrice de 32 de valori booleene. Cu o matrice de biți, datele vor ocupa doar patru octeți de memorie, dar o matrice de tip boolean poate ocupa oriunde de la 32 la 128 de octeți, în funcție de implementarea sistemului.

Unele limbaje de programare pentru computer implementează de fapt o matrice de biți atunci când este utilizat un tip de matrice boolean, deși acest lucru nu este obișnuit. O matrice booleană are avantajul de a fi foarte ușor de citit atunci când se vizualizează codul sursă. Comparațiile și atribuirile sunt prezentate clar, în timp ce cu o matrice de biți trebuie utilizați operatorii logici „și”, „sau” și „nu”, ceea ce poate crea cod confuz.

În ciuda ușurinței de utilizare, o caracteristică care nu poate fi utilizată cu o matrice booleană este o mască de biți. O mască de biți este un singur octet sau un tip de date mai mare care conține o secvență de valori adevărate și false referitoare la mai multe condiții. Într-o singură operație, mai mulți biți pot fi verificați pentru stările lor adevărate sau false, toți deodată. Cu o matrice de valori booleene bazată pe numere întregi, aceeași operație ar trebui efectuată cu o buclă.