Побитовые операции

Сегодня поговорим о побитовых операциях. Думаю, большинство программистов так или иначе сталкивались с побитовыми операциями, или обязательно столкнутся с ними в будущем. Но далеко не все из нас разобрались с ними. И если раньше программирование начиналось чуть ли не со знакомства с побитовыми операциями, то на сегодняший день это далеко не так. Давайте попробуем разобраться, что это за зверь — побитовые операции и с чем его едят, так как в программировании без них никуда. И для начала рассмотрим, где же эти побитовые операции нам могут пригодиться.

Где применяются?

Побитовые операции широко применяются при работе с битовыми полями (флагами) и битовыми масками. Битовые поля позволяют максимально эффективно хранить некоторые состояния, имеющие только два значения: «включен» и «выключен». Access Control List (ACL) — хороший пример битового поля, использующийся для управления доступом к объекту. Например, в Linux и Mac OS каждый файл в системе имеет свой ACL, определяющий полномочия пользователя по чтению, записи или запуску файла. Битовые поля позволяют хранить несколько значений, не расходуя лишнюю память (по одному биту на каждое значение, вместо 4-х или 8-ми). А битовые маски (и побитовые операции), в свою очередь, используются для извлечения необходимых данных из битовых полей.

Довольно трудно обойтись без побитовых операций при реализации сетевой коммуникации. Побитовые операции здесь используются для проверки чек-сумм, определения битов окончания операции, для объеденения команд и данных, сериализации и т.д. и т.п.

Не получится не использовать побитовые операции и при реализации алгоритмов компресии и шифрования. Если взглянуть на любой алгоритм сжатия (например Deflate) или шифрования (например, AES), то мы увидим, что в описании довольно часто всплывают именно биты.

Однозначно существуют области программирования, в которых без побитовых операций просто невозможно обойтись. Сюда можно отнести программирование микроконтроллеров, взаимодействие с реальными устройствами, написание драйверов для них. Также сюда относится реализация программ, эмулирующих реальные устройства, такие,как эмуляторы CD-ROM, игровых приставок или виртуальных компьютеров.

Побитовые операции являются частым гостем в случаях, когда требуется использовать разного рода оптимизации и микрооптимизации кода. Банальный пример:  2 << 4 в большинстве случаев быстрее. чем Math.Pow(2, 5).

Само собой, на этом список не заканчивается, и его можно продолжить, но целью этой статьи не является описание всех возможных сфер применения побитовых операций.

Если вам кажется, что вы не столкнетесь с побитовыми операциями в повседневной работе, т.к. ваша сфера работы не входит в вышеописанные, то у нас для вас «плохие» новости. Встретиться с битовыми операциями можно где угодно, даже там, где, казалось бы, их быть вообще не должно. Но не стоит раньше времени паниковать. Не так страшен черт, как его малюют. Побитовые операции сами по себе довольно просты. И сейчас мы с ними разберемся, а заодно и закроем небольшую брешь в образовании.

Читать →

Несовершенство современного ПО на примере Unity

Разработка ПО в современном мире идет семимильными шагами. От релиза до релиза количество добавленых фич может составить несколько десятков (а порой счет идет и на сотни), а API измениться до неузнаваемости. И, вроде бы, в этом нет ничего плохо, но из-за количественных изменений довольно часто страдает качество. Баг-трекер забивается нерешенными задачами, частенько можно наблюдать регрессию по уже имеющемуся функционалу, а часть багов не правится по непонятным причинам, а порой и вовсе без таковых. Отправляемые баг-репорты отклоняются или ожидают минимального проекта для воспроизведения ошибки, а последний, зачастую, невозможно создать. А если все-таки удалось создать, то в ответ нередко получаешь отписку «У меня все работает».

И вишенка на торте — голосование за исправление багов. И если «ваша» проблема наберет большое количество лайков, то тогда, возможно, разработчики обратят внимание и поправят ошибку, хотя не факт. Бывают случаи, когда даже большое количество лайков не помогает. Увы (. И если баги (и то в основном критические, и то не всегда) худо-бедно правятся, то разного рода мелкие улучшения и полезности, которые могли бы сэкономить время, остаются за бортом, что не может не печалить. Само собой, вышеперечисленное относится не ко всему ПО вообще, а, скорее, это что-то типа средней температуры по палате.

Как вы уже могли догадаться, сегодня речь пойдет о нескольких мелких проблемах в Unity, вероятность исправления/улучшения которых стремится к нулю. Перечисленные ниже проблемы — это небольшая капля из того моря проблем, с которыми приходится сталкиваться ежедневно при работе с Unity. Думаю, если вы плотно общаетесь с Unity, то вам должно быть понятно, о чем идет речь. Вообще, стабильность Unity улучшается, и сейчас хотя бы можно стало работать (иногда недолго). Раньше это был просто кромешный ад из зависаний и крешей (сейчас же можно отработать день-другой, а можно встрять всего на полдня). И если на нашем относительно маленьком проекте столько проблем, трудно представить, сколько их на крупных проектах.
Читать →

Haxe — “Unity” среди языков программирования

Насчитываются1 сотни языков программирования, если не тысячи. И чуть ли не каждый день этот список пополняется. Не более пары десятков из них у всех на слуху. Часть языков на пике популярности, часть снискали мимолетную славу, но все еще держатся на плаву, часть устарела и уже мало пригодна к использованию. Некоторые же так прочно закрепились в топе, что в ближайшие лет 30 покидать его явно не собираются. Существуют интересные языки, которые разрабатываются и поддерживаются небольшими группами энтузиастов. Такие разработки очень часто находятся в тени разрекламированных технологий больших компаний. Это происходит не потому, что разработка бесполезна, некачественна или не имеет права на жизнь, а, скорее, из-за того, что весь процесс ее развития чаще всего держится практически на голом энтузиазме разработчиков и, изредка, на небольших донатах. Стеснение в средствах или их полное отсутствие является основной причиной, не позволяющей технологии вырваться из тени. А если какие-то средства и появляются, то, чаще всего, они идут на улучшение технологии, а не на ее популяризацию (порой объем и качество работы просто поражают!). Поэтому ярый маркетинг отсутствует, и чуть ли не единственным средством распростространения информации о разработке являются статьи в блогах, заметки в соц. сетях и т.п. Вследствие этого мы имеем не такой бурный рост сообщества, какой мог бы быть. Примерно такой же путь прошли многие ныне (или ранее) популярные технологии. Нужно лишь слегка помочь им в продвижении.
Популяризации одного из таких языков и посвящена эта статья.

Читать →

Пробуем TypeScript на сервере

Доброго времени суток.

В этой статье мы познакомимся с языком программирования TypeScript на примере создания небольшого серверного приложения (простая авторизация), используя такие популярные технологии как Node.js и Express.js. Также вкратце коснёмся рассмотрения довольно интересной embeddeb NoSQL базы данных NeDB.

Статья ориентирована прежде всего на людей уже знакомых с Node и Express и не рассматривает самые базовые вещи, относящиеся к этим технологиям. Я не буду подробно описывать и все особенности TypeScript, а код далеко не является эталонным — это всего лишь пример. Однако, если у вас есть желание попробовать TypeScript, но вы не знаете как к нему подобраться, особенно со стороны backend’a,  тогда, возможно, вы найдёте что-то полезное в этой статье. Ссылка на GitHub репозиторий в конце статьи.

TypeScript

TypeScript (далее по тексту TS) — это язык программирования, являющийся надмножеством JavaScript. Начал разрабатываться компанией Microsoft и был впервые представлен в 2012 году. Автор языка — Андреас Хейлсберг, который до TS приложил руку к разработке таких языков как C# и Delphi. В самом Microsoft заявляют о TS  следующим образом: «Язык программирования TypeScript является средством разработки веб-приложений, расширяющим возможности JavaScript».

Технология сама по себе довольно интересная и выгодно отличается от того же JavaScript. Главное, что выделяет TS — это строгая типизация, а также более привычная многим (java-like) реализация ООП. В TS вы можете использовать всё, что есть на данный момент в JavaScript, плюс объявления типов, модификаторы доступа, классы, интерфейсы и ещё много всего. Получается такой JavaScript с человеческим лицом. При этом компилируется TS в тот-же JavaScript. На выбор любой из стандартов: ES3, ES5 или ES6. Как и большинство новых технологий TS является open source проектом, доступным в репозитории на GitHub: https://github.com/Microsoft/TypeScript Ещё одним аргументом в пользу данного языка является тот факт, что на нём написан один из самых популярных frontend фреймворков — Angular2. И его можно использовать с другими библиотеками и фреймворками, например с тем-же React. Ну а мы попробуем разобраться насколько TS применим на сервере. И так, приступим.
Читать →

Cocos2d JS на примере браузерной игры

Cocos 2d – кросс-платформенный фреймворк с открытым кодом, для разработки игр и приложений, как браузерных, так и для мобильных платформ.  Приложения могут быть запущены на платформах: iOS, Android, Windows Phone, OS X, Windows, Linux.

Главные возможности:

  • OpenGL.
  • Управление сценами.
  • Эффекты смены сцен.
  • Спрайты.
  • Визуальные эффекты, большое количество качественных 3D эффектов.
  • Экшены (движение, масштабирование, повороты).
  • Компоненты, позволяющие конструировать UI (меню, кнопки, ползунки, списки, текстовые поля и т. д.).
  • Поддержка касаний и акселерометра на мобильных устройствах.
  • Поддержка звука, звуковой движок на основе OpenAl.
  • Поддержка физических движков Box2D и Chipmunk.
  • Тестирование и отладка без необходимости установки на мобильное устройство.

Одна из ветвей фреймворка – Cocos2d JS, позволяет писать игры в JavaScript. Рассмотрим логику и возможности фреймворка на примере создания браузерной игры.

Популярный жанр браузерных игр – головоломки. Целью нашей игры будет расставить в правильном порядке шестеренки, чтобы механизм заработал.
Читать →

Использование карт нормалей

Normal mapping – по-русски техника создания карты нормалей или как называет ее Вики – рельефное текстурирование. Многие indie-разработчики ей пренебрегают, и зря, это очень мощный инструмент, благодаря которому можно на порядок улучшить графику в игре и существенно сэкономить на полигонах. Еще чаще Normal mapping-ом, просто неправильно пользуются. Читать →