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2013年 6月 21日

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世の中にありそうでない言語 2

せっかく年休を取ったのに、雨、というか台風来てるし…。

前回(2013年6月13日の日記参照)こんなこといいな、できたらいいな、とウダウダ書きましたが、結局何がしたいのか?を考えてみました。

条件 2(ガベージコレクション)と 3(標準ライブラリ、GUI ライブラリ)については alloc/free は面倒くさい、車輪の再発明は面倒くさい、という普遍的な悩みですから特筆することはないでしょう。引っかかるのは条件 1(unsigned 型の存在)です。

条件 1 がなくて困るのは「バイト列の MSB 側から N ビット取ってきて、数値として返す」処理(※)が返すべき数値が、signed だったり、unsigned だったりして扱いが面倒くさいことです。

例を挙げると、あるバイト列から 3 ビット取ってきて 3'b101 というビット列が得られたとします。得られたビット列を 5 と解釈すべき場合と、符号拡張して -3 と解釈すべき場合があるということです。

(※)MPEG の仕様書なんかで getbits() という関数が出てきますが、まさにアレです。

符号拡張が悩み?

単に N ビット整数値の符号拡張をしたいだけであれば、下記のようにすれば unsigned 型なんて要りません。

符号拡張 in C 言語

/**
 * Sign extension.
 * 
 * @param v Value
 * @param n Bits of v
 * @param s 0: don't sign extension, 
 *          otherwise: do sign extension
 */
long long signext(long long v, int n, int s) {
    long long sb, mb;

    if (n == 0) {
        return 0;
    }

    sb = 1LL << (n - 1);
    mb = (-1LL << (n - 1)) << 1;
    v &= ~mb;
    if (s && (v & sb)) {
        v = mb + v;
    }
    
    return v;
}

さらに言えば Ruby のように無限長整数を扱える言語の方がオーバーフローを考えなくて良いという点で有利である、とすら言えるでしょう。

あれだけ長々書いたくせに自己解決しちゃったよ、非常に迷惑だね!
でも、なんだろうこのコレジャナイ感は…?

[編集者: すずき]
[更新: 2013年 6月 21日 15:06]

コメント一覧

  • IKeJI 
    前の記事のコメントはそういう事をやるクラスを作ったらいいんじゃないか、と思ったんです。
    class SignedFixedInteger {
     SignedInteger(byte[] val, int size);
     SignedInteger toOtherSize(int size);
     SignedInteger operator+(SignedInteger s);
     SignedInteger operator+(long long s);
     // other operators.

    Javaだと、演算子オーバーロードがないので、Scalaとか?
    最近の自分のマイブームはkotlinです。

    こういう用途の場合、暗黙にmodされて欲しいという事はないんでしょうか? 
    (2013年06月24日 15:09:03)
  • すずき 
    >IKeJIさん
    今は整数をラップしたUInt, SIntクラスと、DataInputStreamクラスに似せたBitStreamクラスを作って、
    UInt hoge1 = str.getU32(1);
    UInt hoge2 = str.getU32(3);
    みたいに読めるようにしています。
    ご指摘のとおり、数値側のクラスをもっと強力にした方が良さそうですね。

    暗黙のmodはあったほうが嬉しいです。用途によっては、逆に丸められると困る(オーバーフロー、アンダーフロー検知が必要な)場合もあるかもしれません。今はバイナリ読んで解析のパターンしかやっていないので、どちらもあまり必要としていませんが…。

    Scalaにkotlin、ご紹介ありがとうございます。世の中、面白い言語がいっぱいありますね。 
    (2013年06月25日 08:10:17)
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