Что такое логический массив?

Логический массив в компьютерном программировании - это последовательность значений, которая может содержать только значения true или false. По определению логическое значение может быть только истинным или ложным и не может содержать какое-либо другое промежуточное значение. Массив - это последовательность типов данных, которые занимают числовые позиции в линейном пространстве памяти. Хотя фактическая реализация логического массива часто оставляется на усмотрение библиотек компилятора или компьютерного языка, наиболее эффективно это делается с использованием битов вместо полных байтов или слов. Существует несколько вариантов использования логического массива, в том числе отслеживание флагов свойств и выравнивание настроек для физических аппаратных интерфейсов.

Идея логического массива проистекает из оригинальных методов, которые использовались для хранения информации на компьютерах, где было очень мало доступной памяти. Первая реализация логического массива приняла форму битового массива. При этом использовались большие типы данных, такие как байты или длинные целые числа, для хранения информации путем установки битов типа данных в true или false. Таким образом, один байт длиной восемь битов может содержать восемь различных истинных или ложных значений, экономя пространство и обеспечивая эффективные побитовые операции.

По мере увеличения объема памяти компьютера необходимость в использовании битовых массивов уменьшалась. Хотя использование битов дает возможность сдвигать биты и использовать логические операторы, которые обеспечивают невероятно быструю обработку, для обработки этих типов операций также требуется специальный код. Использование стандартной структуры массива для хранения последовательности байтов является более простым решением, но оно требует гораздо больше памяти во время выполнения программы. Это можно увидеть при создании массива из 32 логических значений. С битовым массивом данные будут занимать только четыре байта памяти, но массив логического типа может занимать от 32 до 128 байтов, в зависимости от реализации системы.

Некоторые языки программирования на самом деле реализуют битовый массив, когда используется тип логического массива, хотя это не распространено. Преимущество логического массива состоит в том, что он очень легко читается при просмотре исходного кода. Сравнения и назначения представлены четко, в то время как с битовым массивом должны использоваться логические операторы «и», «или» и «не», что потенциально может привести к путанице.

Несмотря на простоту использования, одна функция, которую нельзя использовать с логическим массивом, - это битовая маска. Битовая маска - это однобайтовый или больший тип данных, который содержит последовательность значений true и false, относящихся к нескольким условиям. В одной операции несколько битов могут быть проверены на их истинное или ложное состояния, все сразу. С целочисленным массивом логических значений та же самая операция должна была бы быть выполнена с циклом.