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TypeScript
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TypeScript
import { IBigIntLike, BigIntFactory } from './BigIntCompatibility';
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/**
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* 高性能位操作类
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||
*
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||
* 基于BigInt实现，支持任意数量的位操作。
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||
* 自动适配运行环境，在不支持BigInt的环境中使用兼容实现。
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||
*
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||
* @example
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* ```typescript
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* const bits = new Bits();
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* bits.set(0);
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||
* bits.set(5);
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||
* console.log(bits.get(0)); // true
|
||
* console.log(bits.get(1)); // false
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||
* ```
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*/
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export class Bits {
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private _value: IBigIntLike;
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/**
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* 构造函数
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* @param initialValue 初始值，可以是IBigIntLike或数值
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*/
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constructor(initialValue?: IBigIntLike | number | string) {
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if (initialValue && typeof initialValue === 'object') {
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this._value = initialValue;
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} else {
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this._value = BigIntFactory.create(initialValue || 0);
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}
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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 位索引（从0开始）
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* @throws {Error} 当索引为负数时抛出错误
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*/
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public set(index: number): void {
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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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const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index);
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this._value = this._value.or(mask);
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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 位索引（从0开始）
|
||
* @throws {Error} 当索引为负数时抛出错误
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||
*/
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public clear(index: number): void {
|
||
if (index < 0) {
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||
throw new Error('Bit index cannot be negative');
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}
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const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index).not();
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this._value = this._value.and(mask);
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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 位索引（从0开始）
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* @returns 位值（true表示1，false表示0）
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*/
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public get(index: number): boolean {
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if (index < 0) {
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return false;
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}
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const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index);
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return !this._value.and(mask).isZero();
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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 是否包含所有指定的位
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*/
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public containsAll(other: Bits): boolean {
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const intersection = this._value.and(other._value);
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return intersection.equals(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 是否包含任意一个指定的位
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||
*/
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public intersects(other: Bits): boolean {
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||
return !this._value.and(other._value).isZero();
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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 是否不包含任何指定的位
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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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}
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/**
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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._value = BigIntFactory.zero();
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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 是否为空
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*/
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public isEmpty(): boolean {
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return this._value.isZero();
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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 设置为1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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let value = this._value.clone();
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while (!value.isZero()) {
|
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const one = BigIntFactory.one();
|
||
if (!value.and(one).isZero()) {
|
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count++;
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}
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||
value = value.shiftRight(1);
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||
}
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||
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return count;
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||
}
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/**
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* 位运算：与
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* @param other 另一个Bits对象
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||
* @returns 新的Bits对象，包含与运算结果
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*/
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public and(other: Bits): Bits {
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return new Bits(this._value.and(other._value));
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}
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/**
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||
* 位运算：或
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* @param other 另一个Bits对象
|
||
* @returns 新的Bits对象，包含或运算结果
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*/
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public or(other: Bits): Bits {
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||
return new Bits(this._value.or(other._value));
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||
}
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||
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||
/**
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||
* 位运算：异或
|
||
* @param other 另一个Bits对象
|
||
* @returns 新的Bits对象，包含异或运算结果
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||
*/
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public xor(other: Bits): Bits {
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return new Bits(this._value.xor(other._value));
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||
}
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/**
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||
* 位运算：非
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||
* @param maxBits 最大位数限制，默认64位
|
||
* @returns 新的Bits对象，包含非运算结果
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*/
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public not(maxBits: number = 64): Bits {
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return new Bits(this._value.not(maxBits));
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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._value = other._value.clone();
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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对象副本
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*/
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public clone(): Bits {
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return new Bits(this._value.clone());
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}
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/**
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* 获取原始值
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* @returns 原始的IBigIntLike值
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*/
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public getValue(): IBigIntLike {
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return this._value;
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}
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/**
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||
* 设置原始值
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||
* @param value 新的值，可以是IBigIntLike或数值
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||
*/
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public setValue(value: IBigIntLike | number | string): void {
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if (typeof value === 'object') {
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this._value = value;
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} else {
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||
this._value = BigIntFactory.create(value);
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}
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||
}
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/**
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* 获取调试信息
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||
* @returns 返回显示设置位索引的字符串
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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.clone();
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while (!value.isZero()) {
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const one = BigIntFactory.one();
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if (!value.and(one).isZero()) {
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bits.push(index.toString());
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}
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||
value = value.shiftRight(1);
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||
index++;
|
||
}
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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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* @param maxBits 最大位数，默认64位
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* @returns 二进制字符串表示
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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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* 获取十六进制表示
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||
* @returns 十六进制字符串表示
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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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/**
|
||
* 从二进制字符串创建Bits
|
||
* @param binaryString 二进制字符串
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* @returns 新的Bits对象
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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 = BigIntFactory.fromBinaryString(cleanString);
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||
return new Bits(value);
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||
}
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||
|
||
/**
|
||
* 从十六进制字符串创建Bits
|
||
* @param hexString 十六进制字符串
|
||
* @returns 新的Bits对象
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||
*/
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||
public static fromHexString(hexString: string): Bits {
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const value = BigIntFactory.fromHexString(hexString);
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return new Bits(value);
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}
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||
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||
/**
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||
* 比较两个Bits对象是否相等
|
||
* @param other 另一个Bits对象
|
||
* @returns 是否相等
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*/
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public equals(other: Bits): boolean {
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return this._value.equals(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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||
* @returns 最高位的索引，如果为空则返回-1
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*/
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public getHighestBitIndex(): number {
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if (this._value.isZero()) {
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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.clone();
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||
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||
while (!value.shiftRight(1).isZero()) {
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value = value.shiftRight(1);
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||
index++;
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||
}
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||
|
||
return index;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* 获取最低位的索引
|
||
* @returns 最低位的索引，如果为空则返回-1
|
||
*/
|
||
public getLowestBitIndex(): number {
|
||
if (this._value.isZero()) {
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
let index = 0;
|
||
let value = this._value.clone();
|
||
const one = BigIntFactory.one();
|
||
|
||
while (value.and(one).isZero()) {
|
||
value = value.shiftRight(1);
|
||
index++;
|
||
}
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||
|
||
return index;
|
||
}
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||
} |