优化bits性能及移除组件上限
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/**
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* 高性能位操作类
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* 用于快速操作位数组,支持组件匹配等场景
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* 基于BigInt实现,支持任意数量的位操作
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*/
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export class Bits {
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private _words: number[] = [];
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private static readonly WORD_SIZE = 32;
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private _value: bigint = 0n;
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constructor() {
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this._words = [];
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constructor(initialValue: bigint = 0n) {
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this._value = initialValue;
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}
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/**
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* 设置指定位置的位为1
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* @param index 位置索引
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*/
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public set(index: number): void {
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const wordIndex = Math.floor(index / Bits.WORD_SIZE);
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const bitIndex = index % Bits.WORD_SIZE;
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// 确保数组足够大
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while (this._words.length <= wordIndex) {
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this._words.push(0);
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if (index < 0) {
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throw new Error('Bit index cannot be negative');
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}
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this._words[wordIndex] |= (1 << bitIndex);
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this._value |= (1n << BigInt(index));
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}
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/**
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* 清除指定位置的位(设为0)
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* @param index 位置索引
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*/
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public clear(index: number): void {
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const wordIndex = Math.floor(index / Bits.WORD_SIZE);
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const bitIndex = index % Bits.WORD_SIZE;
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if (wordIndex < this._words.length) {
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this._words[wordIndex] &= ~(1 << bitIndex);
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if (index < 0) {
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throw new Error('Bit index cannot be negative');
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}
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||||
this._value &= ~(1n << BigInt(index));
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}
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/**
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* 获取指定位置的位值
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* @param index 位置索引
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* @returns 位值(true或false)
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*/
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public get(index: number): boolean {
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const wordIndex = Math.floor(index / Bits.WORD_SIZE);
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const bitIndex = index % Bits.WORD_SIZE;
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if (wordIndex >= this._words.length) {
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if (index < 0) {
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return false;
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}
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return (this._words[wordIndex] & (1 << bitIndex)) !== 0;
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return (this._value & (1n << BigInt(index))) !== 0n;
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}
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/**
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* 检查是否包含所有指定的位
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* @param other 另一个Bits对象
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* @returns 如果包含所有位则返回true
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*/
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public containsAll(other: Bits): boolean {
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const maxLength = Math.max(this._words.length, other._words.length);
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for (let i = 0; i < maxLength; i++) {
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const thisWord = i < this._words.length ? this._words[i] : 0;
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const otherWord = i < other._words.length ? other._words[i] : 0;
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if ((thisWord & otherWord) !== otherWord) {
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return false;
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}
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}
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return true;
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return (this._value & other._value) === other._value;
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}
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/**
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* 检查是否包含任意一个指定的位
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* @param other 另一个Bits对象
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* @returns 如果包含任意位则返回true
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*/
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public intersects(other: Bits): boolean {
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const minLength = Math.min(this._words.length, other._words.length);
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for (let i = 0; i < minLength; i++) {
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if ((this._words[i] & other._words[i]) !== 0) {
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return true;
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}
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}
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return false;
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return (this._value & other._value) !== 0n;
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}
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/**
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||||
* 检查是否不包含任何指定的位
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* @param other 另一个Bits对象
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||||
* @returns 如果不包含任何位则返回true
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*/
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public excludes(other: Bits): boolean {
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return !this.intersects(other);
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@@ -105,60 +64,190 @@ export class Bits {
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* 清空所有位
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*/
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public clearAll(): void {
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this._words.length = 0;
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this._value = 0n;
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}
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/**
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||||
* 检查是否为空(没有设置任何位)
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||||
* @returns 如果为空则返回true
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*/
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public isEmpty(): boolean {
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for (const word of this._words) {
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if (word !== 0) {
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return false;
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}
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}
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return true;
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return this._value === 0n;
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}
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/**
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||||
* 获取设置的位数量
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* @returns 设置的位数量
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*/
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||||
public cardinality(): number {
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let count = 0;
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for (const word of this._words) {
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count += this.popCount(word);
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let value = this._value;
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while (value > 0n) {
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if (value & 1n) {
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count++;
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}
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value >>= 1n;
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}
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return count;
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}
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/**
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||||
* 计算一个32位整数中设置的位数量
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* @param n 32位整数
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* @returns 设置的位数量
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* 位运算:与
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*/
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private popCount(n: number): number {
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n = n - ((n >>> 1) & 0x55555555);
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n = (n & 0x33333333) + ((n >>> 2) & 0x33333333);
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||||
return (((n + (n >>> 4)) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >>> 24;
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public and(other: Bits): Bits {
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return new Bits(this._value & other._value);
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}
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/**
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* 位运算:或
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*/
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public or(other: Bits): Bits {
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return new Bits(this._value | other._value);
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}
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/**
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* 位运算:异或
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*/
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public xor(other: Bits): Bits {
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return new Bits(this._value ^ other._value);
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}
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/**
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* 位运算:非
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*/
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public not(maxBits: number = 64): Bits {
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const mask = (1n << BigInt(maxBits)) - 1n;
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return new Bits((~this._value) & mask);
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}
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/**
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||||
* 复制另一个Bits对象
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* @param other 要复制的Bits对象
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*/
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public copyFrom(other: Bits): void {
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this._words = [...other._words];
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this._value = other._value;
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}
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/**
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||||
* 创建当前Bits的副本
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* @returns 新的Bits对象
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*/
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public clone(): Bits {
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const newBits = new Bits();
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newBits.copyFrom(this);
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return newBits;
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return new Bits(this._value);
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}
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/**
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||||
* 获取原始BigInt值
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*/
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||||
public getValue(): bigint {
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return this._value;
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}
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/**
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||||
* 设置原始BigInt值
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||||
*/
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public setValue(value: bigint): void {
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this._value = value;
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}
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/**
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* 获取调试信息
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*/
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public toString(): string {
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const bits: string[] = [];
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let index = 0;
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let value = this._value;
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while (value > 0n) {
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if (value & 1n) {
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bits.push(index.toString());
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}
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value >>= 1n;
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index++;
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}
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return `Bits[${bits.join(', ')}]`;
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}
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/**
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||||
* 获取二进制表示
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*/
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public toBinaryString(maxBits: number = 64): string {
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let result = '';
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for (let i = maxBits - 1; i >= 0; i--) {
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result += this.get(i) ? '1' : '0';
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||||
if (i % 8 === 0 && i > 0) {
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||||
result += ' ';
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}
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}
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||||
return result;
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||||
}
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||||
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||||
/**
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||||
* 获取十六进制表示
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*/
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||||
public toHexString(): string {
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return '0x' + this._value.toString(16).toUpperCase();
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||||
}
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/**
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||||
* 从二进制字符串创建Bits
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*/
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public static fromBinaryString(binaryString: string): Bits {
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const cleanString = binaryString.replace(/\s/g, '');
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const value = BigInt('0b' + cleanString);
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||||
return new Bits(value);
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}
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||||
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||||
/**
|
||||
* 从十六进制字符串创建Bits
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||||
*/
|
||||
public static fromHexString(hexString: string): Bits {
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||||
const cleanString = hexString.replace(/^0x/i, '');
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||||
const value = BigInt('0x' + cleanString);
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||||
return new Bits(value);
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}
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/**
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||||
* 比较两个Bits对象是否相等
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*/
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public equals(other: Bits): boolean {
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return this._value === other._value;
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}
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||||
/**
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||||
* 获取最高位的索引
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*/
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||||
public getHighestBitIndex(): number {
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||||
if (this._value === 0n) {
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return -1;
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}
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let index = 0;
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let value = this._value;
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while (value > 1n) {
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value >>= 1n;
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index++;
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}
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||||
return index;
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||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取最低位的索引
|
||||
*/
|
||||
public getLowestBitIndex(): number {
|
||||
if (this._value === 0n) {
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
let index = 0;
|
||||
let value = this._value;
|
||||
|
||||
while ((value & 1n) === 0n) {
|
||||
value >>= 1n;
|
||||
index++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return index;
|
||||
}
|
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}
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