ബിറ്റ്‌വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നു: എന്തുകൊണ്ട് ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റും പൈത്തണും വ്യത്യസ്ത ഫലങ്ങൾ നൽകുന്നു

JavaScript vs പൈത്തണിലെ ബിറ്റ്‌വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ: നിങ്ങൾ അറിയേണ്ടത്

ബിറ്റ്‌വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകൾ ലോ-ലെവൽ പ്രോഗ്രാമിംഗിൻ്റെ നിർണായക ഭാഗമാണ്, പെർഫോമൻസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ആവശ്യമായ സന്ദർഭങ്ങളിൽ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ഭാഷയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക്, പ്രത്യേകിച്ച് JavaScript-നും Python-നും ഇടയിൽ കോഡ് പോർട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ ഡവലപ്പർമാർക്ക് അപ്രതീക്ഷിതമായ പെരുമാറ്റം നേരിടേണ്ടി വന്നേക്കാം. രണ്ട് ഭാഷകളിലും ഒരേ ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുമ്പോൾ ഒരു പൊതു പ്രശ്നം ഉയർന്നുവരുന്നു, എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത ഫലങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നു.

This discrepancy becomes evident when working with right-shift (>>വലത്-ഷിഫ്റ്റ് (>>), ബിറ്റ്‌വൈസ് AND (&) പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഈ പൊരുത്തക്കേട് പ്രകടമാകും. ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്പറിൽ ഒരേ പ്രവർത്തനം നടപ്പിലാക്കുന്നു 1728950959 രണ്ട് ഭാഷകളിലും വ്യത്യസ്തമായ ഔട്ട്പുട്ടുകൾ നൽകുന്നു. JavaScript മടങ്ങുന്നു 186, പൈത്തൺ മടങ്ങുമ്പോൾ 178, ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ കോഡ് സമാനമായി തോന്നുമെങ്കിലും.

ഈ ഭാഷകൾ സംഖ്യകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വ്യത്യസ്‌ത രീതികളിലാണ് പ്രശ്‌നത്തിൻ്റെ മൂലകാരണം, പ്രത്യേകിച്ചും ബൈനറി ഗണിതത്തിനും ഡാറ്റാ തരങ്ങളിലുമുള്ള അവരുടെ സമീപനം. JavaScript, Python പോലുള്ള ഭാഷകളിലുടനീളം ബിറ്റ്‌വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആവർത്തിക്കുന്നതിന് ഈ വ്യത്യാസങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. ഈ അറിവില്ലാതെ, നിങ്ങൾ നിലവിൽ ജോലി ചെയ്യുന്ന ഉദാഹരണത്തിൽ കാണുന്നത് പോലെ, ഡവലപ്പർമാർക്ക് ആശയക്കുഴപ്പം നേരിടേണ്ടി വന്നേക്കാം.

ഈ ലേഖനത്തിൽ, ഈ വ്യത്യാസങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന കാരണങ്ങൾ ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുകയും JavaScript, Python എന്നിവയിൽ സ്ഥിരമായ ഫലങ്ങൾ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു പരിഹാരത്തിലൂടെ നിങ്ങളെ നയിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ കൗതുകകരമായ പ്രശ്നത്തിൻ്റെ പ്രത്യേകതകളിലേക്ക് കടക്കാം.

ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റും പൈത്തണും തമ്മിലുള്ള ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങളിലെ പ്രധാന വ്യത്യാസങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു

മുകളിലെ സ്ക്രിപ്റ്റുകളിൽ, JavaScript ഉം Python ഉം എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ differently, particularly when using the right-shift (>> വ്യത്യസ്തമായി, പ്രത്യേകിച്ചും റൈറ്റ്-ഷിഫ്റ്റും (>>) ബിറ്റ്‌വൈസും (&) ഓപ്പറേറ്റർമാരും ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ. ആദ്യത്തെ JavaScript ഉദാഹരണത്തിൽ, കമാൻഡ് console.log() പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഫലം ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു 1728950959 >>1728950959 >> 8 & 255. ഇത് 1728950959 എന്ന സംഖ്യയുടെ ബിറ്റുകളെ വലത്തേക്ക് മാറ്റുന്നു, തുടർന്ന് ബിറ്റ്‌വൈസ് 255 ഉപയോഗിച്ച്, ഇത് അവസാന 8 ബിറ്റുകളെ വേർതിരിക്കുന്നു. ഫലം 186 ആണ്. എന്നിരുന്നാലും, പൈത്തണിൽ ഇതേ ഓപ്പറേഷൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ, അത് 178 നൽകുന്നു. ഓരോ ഭാഷയും പൂർണ്ണസംഖ്യകളെ എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു എന്നതിനാലാണ് ഈ പൊരുത്തക്കേട് ഉണ്ടാകുന്നത്, പ്രത്യേകിച്ചും ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ ഒപ്പിട്ട 32-ബിറ്റ് പൂർണ്ണസംഖ്യകൾ.

പൈത്തണിൽ, പൂർണ്ണസംഖ്യകൾ ഏകപക്ഷീയമായ കൃത്യതയുള്ളവയാണ്, അതായത് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ മെമ്മറിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അവ വലുപ്പത്തിൽ വളരും, അതേസമയം ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് സംഖ്യകൾക്കായി നിശ്ചിത വലുപ്പത്തിലുള്ള 32-ബിറ്റ് ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ അടിസ്ഥാന വ്യത്യാസമാണ് പൈത്തണിൻ്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് JavaScript-ൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാകാൻ കാരണം. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു ctypes പൈത്തണിലെ മൊഡ്യൂൾ, പ്രത്യേകിച്ച് ctypes.c_int32() ഫംഗ്‌ഷൻ, JavaScript-ൻ്റെ 32-ബിറ്റ് ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യ സ്വഭാവം അനുകരിക്കാൻ. സംഖ്യയെ 32-ബിറ്റ് ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യയായി കണക്കാക്കാൻ പൈത്തണിനെ നിർബന്ധിക്കുന്നതിലൂടെ, ഫലം ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിന് സമാനമായി മാറുന്നു (186). ഈ സമീപനം രണ്ട് ഭാഷകളിലും പ്രവർത്തനം സ്ഥിരതയുള്ള രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.

ഫംഗ്‌ഷൻ പ്രവർത്തിക്കുന്ന പൈത്തണിൽ ഞങ്ങൾ ഒരു മോഡുലാർ സൊല്യൂഷനും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു bitwise_shift_and() സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു. ഒരു സംഖ്യയുടെ ഇൻപുട്ട്, ബിറ്റ് ഷിഫ്റ്റുകളുടെ എണ്ണം, ബിറ്റ്വൈസ് മാസ്ക് (ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, 255) എന്നിവ ഈ ഫംഗ്ഷൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ മോഡുലാരിറ്റി, വ്യത്യസ്‌ത ബിറ്റ്‌വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകൾക്കായി ഫംഗ്‌ഷൻ വീണ്ടും ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് കോഡ് പരിപാലിക്കാനും വിപുലീകരിക്കാനും എളുപ്പമാക്കുന്നു. ഉപയോഗിച്ച് ഫംഗ്ഷനിലേക്ക് ഇൻപുട്ട് മൂല്യനിർണ്ണയം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നു ഉദാഹരണം() പ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് സാധുവായ പൂർണ്ണസംഖ്യകൾ മാത്രമേ കടന്നുപോകുന്നുള്ളൂവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ. ഈ രീതി പ്രാരംഭ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുക മാത്രമല്ല, വഴക്കവും പിശക് കൈകാര്യം ചെയ്യലും ചേർക്കുകയും സ്ക്രിപ്റ്റിനെ കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഈ സമീപനങ്ങൾക്ക് പുറമേ, രണ്ട് സ്ക്രിപ്റ്റുകളും ഒന്നിലധികം പരിതസ്ഥിതികളിലെ ഔട്ട്പുട്ടിൻ്റെ കൃത്യത സാധൂകരിക്കുന്നതിന് യൂണിറ്റ് ടെസ്റ്റിംഗ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. യുടെ ഉപയോഗം ശ്രമിക്കുക...ഒഴികെ പൈത്തണിലെ ബ്ലോക്ക് പിഴവുകൾ ഭംഗിയായി കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഫംഗ്‌ഷനിലേക്ക് പൂർണ്ണസംഖ്യ അല്ലാത്ത മൂല്യങ്ങൾ കൈമാറുകയാണെങ്കിൽ ഫീഡ്‌ബാക്ക് നൽകുന്നു. സ്ക്രിപ്റ്റ് അപ്രതീക്ഷിതമായി പരാജയപ്പെടില്ലെന്നും ഇൻപുട്ട് തരങ്ങൾ വ്യത്യാസപ്പെട്ടേക്കാവുന്ന വലിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാമെന്നും ഈ സമീപനം ഉറപ്പാക്കുന്നു. JavaScript വശത്ത്, console.log() ഫലം പരിശോധിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഡീബഗ് ചെയ്യാനും ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ കൃത്യത പരിശോധിക്കാനും എളുപ്പമാക്കുന്നു.

// JavaScript: Replicating the issue
console.log(1728950959 >> 8 & 255); // Outputs 186 in JavaScript

// Explanation:
// JavaScript uses 32-bit signed integers, and the right-shift operation shifts the bits.
// The '&' operator masks the last 8 bits of the shifted value, hence 186 is the result.

// Backend Python example showing the issue
print(1728950959 >> 8 & 255) # Outputs 178 in Python

# Explanation:
# Python handles integers differently; it has arbitrary precision.
# This leads to a different result due to how it handles shifts and bitwise operations.

# Python: Emulating 32-bit signed integers with ctypes library
import ctypes

# Applying the 32-bit signed integer emulation
def emulate_js_shift(num):
    num = ctypes.c_int32(num).value  # Emulate 32-bit signed integer
    return (num >> 8) & 255

# Test case
print(emulate_js_shift(1728950959))  # Outputs 186, same as JavaScript

# Explanation:
# ctypes.c_int32 ensures that Python treats the number like a 32-bit signed integer.
# This approach matches JavaScript's behavior more closely.

# Python: Modular bitwise operation with optimized error handling
def bitwise_shift_and(num, shift, mask):
    if not isinstance(num, int) or not isinstance(shift, int):
        raise ValueError("Inputs must be integers")
    result = (num >> shift) & mask
    return result

# Test case
try:
    print(bitwise_shift_and(1728950959, 8, 255))  # Outputs 178
except ValueError as e:
    print(f"Error: {e}")

# This solution incorporates input validation and modular design, making it reusable.

വ്യത്യസ്‌ത പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷകളിലെ ബിറ്റ്‌വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങളിലേക്ക് ആഴത്തിൽ മുഴുകുക

JavaScript-നും Python-നും ഇടയിലുള്ള ബിറ്റ്‌വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്ന മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകം ഓരോ ഭാഷയും പൂർണ്ണസംഖ്യ ഓവർഫ്ലോയും അണ്ടർഫ്ലോയും എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്. ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റിൽ, സംഖ്യകൾ 64-ബിറ്റ് ഫ്ലോട്ടിംഗ് പോയിൻ്റ് മൂല്യങ്ങളായി സംഭരിച്ചിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ അവയിൽ 32-ബിറ്റ് ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം, ഷിഫ്റ്റുകൾ നടത്തുമ്പോൾ, നമ്പർ ആദ്യം 32-ബിറ്റ് സൈൻ ചെയ്ത പൂർണ്ണസംഖ്യയായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഈ പരിധിക്കപ്പുറമുള്ള ഏതെങ്കിലും ബിറ്റുകൾ നിരസിക്കപ്പെടും, ഇത് ഓവർഫ്ലോ അല്ലെങ്കിൽ അണ്ടർഫ്ലോ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. നേരെമറിച്ച്, പൈത്തണിന് പൂർണ്ണസംഖ്യകൾക്കായി ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം ബിറ്റുകൾ ഇല്ല, അവ ഓവർഫ്ലോ ഉണ്ടാക്കാതെ ആവശ്യാനുസരണം വളരാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

കൂടാതെ, ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് ഒപ്പിടാത്ത 32-ബിറ്റ് പൂർണ്ണസംഖ്യകളെ നേറ്റീവ് ആയി പിന്തുണയ്ക്കുന്നില്ല, ഇത് സൈൻ ചെയ്ത 32-ബിറ്റ് ഇൻ്റിജർ ശ്രേണിയെ കവിയുന്ന ബൈനറി നമ്പറുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കാം. ഏകപക്ഷീയമായി വലിയ പൂർണ്ണസംഖ്യകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവുള്ള പൈത്തണിന്, ഒരേ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ പലപ്പോഴും വ്യത്യസ്ത ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. ഒരു നിർദ്ദിഷ്‌ട ആപ്ലിക്കേഷനായി നിങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന ഭാഷ, നിങ്ങളുടെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് ആവശ്യമായ കൃത്യതയെയും സംഖ്യാ വലുപ്പങ്ങൾ എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കണം എന്നതിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യ ഓവർഫ്ലോ ഒഴിവാക്കേണ്ട സന്ദർഭങ്ങളിൽ, പൈത്തണിൻ്റെ ഡൈനാമിക് ടൈപ്പിംഗ് പ്രയോജനപ്പെട്ടേക്കാം.

ബിറ്റ്‌വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകൾ പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ JavaScript യാന്ത്രികമായി നമ്പറുകളെ നിർബന്ധിക്കുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. നിങ്ങൾ ഒരു വലിയ സംഖ്യ മാറ്റുകയോ ഫ്ലോട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുകയോ ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ, JavaScript അവയെ ആദ്യം 32-ബിറ്റ് ഒപ്പിട്ട പൂർണ്ണസംഖ്യകളാക്കി മാറ്റും. ഇത് പൈത്തണുമായി വ്യത്യസ്‌തമാണ്, അക്കങ്ങളെ എങ്ങനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു എന്നതിൽ നിങ്ങൾക്ക് പൂർണ്ണ നിയന്ത്രണമുണ്ട്. രണ്ട് ഭാഷകൾ തമ്മിലുള്ള ഈ അടിസ്ഥാന വ്യത്യാസങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് ബിറ്റ്വൈസ് ഓപ്പറേഷനുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും പ്രവചിക്കാവുന്നതുമായ കോഡ് എഴുതാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.