Operationen auf Bitebene und Verschiebeoperatoren wichtig?

[chipper]

Bin gerade ganz am Anfang JAVA zu lernen mit dem "Java ist auch eine Insel" Buch.
Die bisherigen Kapitel habe ich einigermaßen verstanden, doch jetzt bin ich bei
Weitere Operatoren - Operatoren auf Bitebene angekommen.

Ist es wichtig, sich mit den Themen auszukennen unter Punkt 2.9.3 -2.9.5 ?

Verstehe nicht, warum man das bitweise macht, wenn man doch auch einfach so multiplizieren kann usw.

 

[chipper]

Hier noch der Link:
Galileo Computing :: Java ist auch eine Insel (8. Auflage) – 2.9 Weitere Operatoren

 

[Haave]

Naja, ein Rechner arbeitet mit Nullen und Einsen und auch bei Java gibt es Felder, wo es auf das Bit ankommt und man Bitschiebereien betreiben kann. Als Neuling würde ich mich damit jedoch erst mal nicht aufhalten, für so nötig halte ich es für den Anfang nicht.

 

[XHelp]

Durch die Tatsache, dass der Rechner mit Binärzahlen rechnet ist es schon hilfreich zu wissen was es ist

[EDIT]Ich finde, dass es zu den Grundlagen gehört und wirklich tiefgründig wird ja das Thema da nicht behandelt[/EDIT]

 

[chipper]

Wie man die Binärzahlen bildet, habe ich eigentlich verstanden, nur das mit dem Verschieben halt nicht.

 

[XHelp]

l-shift und r-shift?
Du kannst dir so eine Binärzahl aufschreiben und gucken, was passiert wenn du nullen dazuschreibst, oder stellen kürzst.

 

[chipper]

Das hat mir geholfen, ich glaub das Verschieben habe ich jetzt verstanden bis auf das mit dem Vorzeichen

 

[chipper]

bei dem logischen rechtsverschieben:

System.out.println( -2 >>> 1);

warum kommt da
2147483647
?

binär ist 2 ja
00000010
doch wie stellt sich das vorzeichen bit dar?
also was ist -2 binär geschrieben?

 

[Wortraum]

> also was ist -2 binär geschrieben?
11111111 11111111 11111111 11111110

Java verwendet das Zweierkomplement:
Zweierkomplement ? Wikipedia

Das muß man aber nicht wissen, und wenn man etwas mit Bits macht, kann man immer noch nachschauen.

 

[XHelp]

Stichwort "Zweierkomplement"
Das 1. Bit ist für das Vorzeichen reserviert
Int ist 32 bit lang, d.h. du kannst damit die Werte von -2^31 bis 2^31 darstellen
2 ist

0[29 mal 0]10

mit Zweierkomplement-Darstellung ist -2

1[29 mal 1]11

>>> ist der shift Operator ohne Beachtung von vorzeichen
Wenn du also diene -2 shiftest, bekommst du 01[29mal 1]1
Das 1. Bit wird weiterhin als Vorzeichen interpretiert. Und dadurch kommt es auch zu einer Zahl die 2^31 ist.

[EDIT]Und wieder ein Doppelpost... heute ist einfach nicht mein Tag[/EDIT]

 

[Wortraum]

[EDIT]Und wieder ein Doppelpost... heute ist einfach nicht mein Tag[/EDIT]

Der gute Wille zählt!

 

[chipper]

OK
Ist das jetzt nur bei der 2 so oder immer, dass 0 positives Vorzeichen und 1 negativ?

Die Riesenzahl, die rauskommt ist dann die ganzen stellen zusammegerechnet, also 2^29+2^28 usw. oder?

 

[XHelp]

Wie man die Binärzahlen bildet, habe ich eigentlich verstanden, nur das mit dem Verschieben halt nicht.

OK
Ist das jetzt nur bei der 2 so oder immer, dass 0 positives Vorzeichen und 1 negativ?

Sicher, dass du es verstanden hast? Ja, das ist immer so (bei vorzeichenbehafteten Zahlen)

Die Riesenzahl, die rauskommt ist dann die ganzen stellen zusammegerechnet, also 2^29+2^28 usw. oder?

Öhm, jaaaa... Die Binärzahl die rauskommt ist das Ergebnis. Verstehe die Frage nicht so ganz.

 

[Schumi]

Ist es wichtig, sich mit den Themen auszukennen unter Punkt 2.9.3 -2.9.5 ?

Ich denke, die Frage ob das Wissen um die Bit-Operationen wichtig ist oder nicht hängt stark von Deinen Zielen mit der Java-Programmierung zusammen. Willst Du aus eher mathematisch-wissentschaftlichen Gründen programmieren solltest Du Dir das Wissen schon aneignen (z.B. wenn Du Java im Rahmen eines Inf.-Studiums lernst). Willst Du eher eine kleine DB-Anwendung für Deine Filmesammlung o.Ä. haben ist es wohl weniger interessant.
Willst Du Dir einfach Grundlagen für eine mögliche berufliche Basis schaffen solltest Du es Dir mal anschauen, vermerken, dass es solche Möglichkeiten gibt und Dir ansonsten vornehmen es Dir bei Bedarf anzueignen.

 

[Landei]

Bitoperationen sind schon nützlich. Man nehme nur den Code, um zu testen, ob eine Zahl eine Zweierpotenz ist:

public boolean isPowerOfTwo(int i) {
   return i != 0 && (i & (i-1)) == 0;
}

Versucht das mal ohne das & zu schreiben...

 

[XHelp]

Versucht das mal ohne das & zu schreiben...

return ((Math.log(i)/Math.log(2.0))%1==0)

 

[Landei]

Zu dumm nur, dass es nicht funktioniert: 2^29 = 536870912 wird nicht erkannt.

 

[XHelp]

Hm. Also in der Theorie klappt es
[EDIT]Vllt hat es was mit Genauigkeit zu tun...[/EDIT]

 

[Landei]

Es war absehbar, dass der log nicht genau genug sein konnte, dass das auch für große Zahlen funktioniert (sonst hätte ich mir auch nicht die Mühe gemacht, es zu testen). Von der Performance einmal ganz zu schweigen.

Merke: In der Praxis sieht die Theorie ganz anders aus

 

[XHelp]

Joar, da gebe ich mich wohl geschlagen. War eh nicht wirklich ernst gemeint

 

[Landei]

Habe ich auch nichts so aufgefasst. Aber bevor das noch jemand wirklich verwendet...

 

[chipper]

Bitoperationen sind schon nützlich. Man nehme nur den Code, um zu testen, ob eine Zahl eine Zweierpotenz ist:

public boolean isPowerOfTwo(int i) {
   return i != 0 && (i & (i-1)) == 0;
}

Versucht das mal ohne das & zu schreiben...

1.Wie soll das gehen, ich verstehe die Überprüfungsvariante nicht so ganz.
Habe mir das jetzt so gedacht: (geht um den teil: (i & (i-1)) == 0) am beispiel von int i = 4;
4 = 0000100 binär
3 = 0000011 binär
mit & operator wird das zu 000, also ist die bedingung wahr, ansonsten gibt es einen i != 0
habe ich das richtig verstanden?
bei den zweierpotenzen steht dann die 1 ja immer an höchster stelle, wenn man nun also von rechts eine /mehrere null(en) einschiebt wird das ergebnis auch null, hast du das so gemeint?
Ich weiß nicht, wie man das genau umsetzt, aber müsste dann doch herausfinden, an welcher stelle die 1 gesetzt ist und dann die enstprechende anzahl an nullen einschieben von rechts, im genannten beispiel von mir also 5 stück.

Ganz schön schwer, hoffentlich stimmt es wenigstens ansatzweise


2. Momentan lerne ich es privat als Grundlage (weil im Informatikkurs in der Schule geht es nicht wirklich voran), habe aber vor in einen Informatikberuf zu gehen, evtl. auch Info studieren.

 

[chipper]

Korrektur:
"bei den zweierpotenzen steht dann die 1 ja immer an höchster stelle"
ich meinte, es dürfte nur eine 1 vorkommen

 

[XHelp]

In dem Beispiel von Landei ist doch überhaupt nicht die Rede von Shift-Operatoren. Deswegen habe ich keine Ahnung worauf die Frage abzielt.
Generell ja: wenn du ohne beachtung an Vorzeichen anfängst in eine Richtung zu schieben, wirst du früher oder später nur Nullen stehen haben. Aber da in Java int 32 Bit lang ist, ist die von dir genannte "5" falsch.

Eine Zweierpotenz ist eine Potenz der Basis 2, quasi 2^x. Meinst du vllt Zweierkomplement?

 

[chipper]

Was eine Zweierpotenz ist, ist schon klar.
Landei hatte doch geschrieben, dass ich das mal probieren sollte, den genannten Code ohne "&" zu schreiben, das habe ich gemeint.

Das hatte ich vergessen, ich habe erstmal mit byte gemacht, weil das nicht so viele Bits hat.

Wie hat es denn Landei dann gemeint?

 

[Landei]

Rhetorisch. Ich meinte eigentlich nur, dass sich das viel einfacher mit Bitoperationen als "konventionell" lösen lässt.

Der Vollständigkeit halber eine Variante ohne Bitoperationen:

public boolean isPowerOfTwo(int i) {
   while(i % 2 == 0) {
     i /= 2;
   }
   return i == 1;
}

 

[chipper]

Achso.

Danke für eure Hilfen!