Bitmaske

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In der Informatik bezeichnet eine Bitmaske eine mehrstellige Binärzahl mithilfe derer Informationen aus einer anderen Binärzahl gelesen oder gespeichert werden können.

Inhaltsverzeichnis

1 Methoden
2 Anwendungsbeispiele
3 Siehe auch

[Bearbeiten] Methoden

[Bearbeiten] 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

[Bearbeiten] '0'-Bit setzen

NOT 00001000 Bitmaske
-------------
=   11110111 invertierte Bitmaske

    01001011 Information
AND 11110111 invertierte Bitmaske
-------------
=   01000011 Ergebnis

[Bearbeiten] '1'-Bit setzen

    01001011 Information
OR  00000100 Bitmaske
-------------
=   01001111 Ergebnis

[Bearbeiten] Bit umschalten (toggle)

    01001011 Information
XOR 00001100 Bitmaske
-------------
=   01000111 Ergebnis

[Bearbeiten] 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.

[Bearbeiten] Anwendungsbeispiele

[Bearbeiten] 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.

[Bearbeiten] 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
   }
}

[Bearbeiten] weitere Anwendungsbeispiele

Netzmaske
Tasteneingabemaske

[Bearbeiten] Siehe auch

Von „http://de.wikipedia.org../../../b/i/t/Bitmaske.html“

Kategorien: Rechnerarchitektur | Assembler