బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లను అర్థం చేసుకోవడం: జావాస్క్రిప్ట్ మరియు పైథాన్ ఎందుకు వేర్వేరు ఫలితాలను ఇస్తాయి

జావాస్క్రిప్ట్ vs పైథాన్‌లో బిట్‌వైస్ కార్యకలాపాలు: మీరు తెలుసుకోవలసినది

బిట్‌వైస్ కార్యకలాపాలు తక్కువ-స్థాయి ప్రోగ్రామింగ్‌లో కీలకమైన భాగం, పనితీరు ఆప్టిమైజేషన్ అవసరమైన సందర్భాల్లో తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, డెవలపర్లు ఒక భాష నుండి మరొక భాషకు, ముఖ్యంగా JavaScript మరియు Python మధ్య కోడ్‌ను పోర్ట్ చేస్తున్నప్పుడు ఊహించని ప్రవర్తనను ఎదుర్కొంటారు. రెండు భాషలలో ఒకే బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లు చేస్తున్నప్పుడు ఒక సాధారణ సమస్య ఉత్పన్నమవుతుంది, అయినప్పటికీ విభిన్న ఫలితాలను పొందుతుంది.

This discrepancy becomes evident when working with right-shift (>>కుడి-షిఫ్ట్ (>>) మరియు బిట్‌వైస్ మరియు (&) ఆపరేషన్‌లతో పని చేస్తున్నప్పుడు ఈ వ్యత్యాసం స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. ఉదాహరణకు, నంబర్‌పై అదే ఆపరేషన్‌ను అమలు చేయడం 1728950959 రెండు భాషల్లోనూ విభిన్నమైన అవుట్‌పుట్‌లను ఇస్తుంది. జావాస్క్రిప్ట్ తిరిగి వస్తుంది 186, పైథాన్ తిరిగి వస్తుంది 178, కోడ్ మొదటి చూపులో ఒకేలా కనిపించినప్పటికీ.

ఈ భాషలు సంఖ్యలను నిర్వహించే వివిధ మార్గాల్లో సమస్య యొక్క మూలం ఉంది, ప్రత్యేకించి బైనరీ అంకగణితం మరియు డేటా రకాలకు వాటి విధానం. జావాస్క్రిప్ట్ మరియు పైథాన్ వంటి భాషల్లో బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లను పునరావృతం చేయడానికి ఈ తేడాలను అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. ఈ జ్ఞానం లేకుండా, మీరు ప్రస్తుతం పని చేస్తున్న ఉదాహరణలో చూసినట్లుగా, డెవలపర్లు గందరగోళాన్ని ఎదుర్కోవచ్చు.

ఈ కథనంలో, మేము ఈ వ్యత్యాసాలకు గల కారణాలను అన్వేషిస్తాము మరియు JavaScript మరియు Python రెండింటిలోనూ స్థిరమైన ఫలితాలను సాధించడానికి ఒక పరిష్కారం ద్వారా మీకు మార్గనిర్దేశం చేస్తాము. ఈ మనోహరమైన సమస్య యొక్క ప్రత్యేకతలలోకి ప్రవేశిద్దాం.

జావాస్క్రిప్ట్ మరియు పైథాన్ మధ్య బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లలో కీలక వ్యత్యాసాలను అన్వేషించడం

పై స్క్రిప్ట్‌లలో, జావాస్క్రిప్ట్ మరియు పైథాన్ ఎలా హ్యాండిల్ చేస్తాయో మేము అన్వేషించాము బిట్‌వైజ్ కార్యకలాపాలు differently, particularly when using the right-shift (>> విభిన్నంగా, ముఖ్యంగా కుడి-షిఫ్ట్ (>>) మరియు బిట్‌వైస్ మరియు (&) ఆపరేటర్‌లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు. మొదటి జావాస్క్రిప్ట్ ఉదాహరణలో, ఆదేశం console.log() ఆపరేషన్ ఫలితాన్ని అవుట్‌పుట్ చేస్తుంది 1728950959 >>1728950959 >> 8 & 255. ఇది 1728950959 సంఖ్య యొక్క బిట్‌లను ఎనిమిది స్థానాలకు కుడివైపుకి మారుస్తుంది మరియు చివరి 8 బిట్‌లను వేరుచేసే బిట్‌వైస్ మరియు 255తో నిర్వహిస్తుంది. ఫలితం 186. అయితే, ఇదే ఆపరేషన్‌ను పైథాన్‌లో ప్రయత్నించినప్పుడు, అది 178ని అందిస్తుంది. ప్రతి భాష పూర్ణాంకాలను ఎలా నిర్వహిస్తుంది, ముఖ్యంగా జావాస్క్రిప్ట్‌లో సంతకం చేసిన 32-బిట్ పూర్ణాంకాల కారణంగా ఈ వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది.

పైథాన్‌లో, పూర్ణాంకాలు ఏకపక్ష ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అంటే అవి సిస్టమ్ మెమరీ ఆధారంగా పరిమాణంలో పెరుగుతాయి, అయితే జావాస్క్రిప్ట్ సంఖ్యల కోసం స్థిర-పరిమాణ 32-బిట్ సంతకం చేసిన పూర్ణాంకాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ ప్రాథమిక వ్యత్యాసమే పైథాన్ యొక్క అవుట్‌పుట్ జావాస్క్రిప్ట్‌ల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, మేము ఉపయోగించాము ctypes పైథాన్‌లోని మాడ్యూల్, ప్రత్యేకంగా ctypes.c_int32() ఫంక్షన్, జావాస్క్రిప్ట్ యొక్క 32-బిట్ సంతకం చేసిన పూర్ణాంక ప్రవర్తనను అనుకరించడానికి. సంఖ్యను 32-బిట్ సంతకం చేసిన పూర్ణాంకంగా పరిగణించమని పైథాన్‌ను బలవంతం చేయడం ద్వారా, ఫలితం జావాస్క్రిప్ట్ (186)కి సమానంగా ఉంటుంది. ఈ విధానం ఆపరేషన్ రెండు భాషలలో స్థిరమైన రీతిలో ప్రవర్తిస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది.

మేము ఫంక్షన్ ఉన్న పైథాన్‌లో మాడ్యులర్ పరిష్కారాన్ని కూడా అన్వేషించాము bitwise_shift_and() సృష్టించబడింది. ఈ ఫంక్షన్ ఒక సంఖ్య, బిట్ షిఫ్ట్‌ల సంఖ్య మరియు బిట్‌వైస్ మాస్క్ (ఈ సందర్భంలో, 255) ఇన్‌పుట్‌ని అనుమతిస్తుంది. ఈ మాడ్యులారిటీ ఫంక్షన్‌ని వేర్వేరు బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌ల కోసం తిరిగి ఉపయోగించవచ్చని నిర్ధారిస్తుంది, కోడ్‌ను నిర్వహించడం మరియు పొడిగించడం సులభం చేస్తుంది. ఇన్‌పుట్ ధ్రువీకరణ ఫంక్షన్‌ని ఉపయోగించి నిర్మించబడింది ఉదాహరణ() చెల్లుబాటు అయ్యే పూర్ణాంకాలు మాత్రమే ఆపరేషన్‌లోకి పంపబడతాయని నిర్ధారించడానికి. ఈ పద్ధతి ప్రారంభ సమస్యను పరిష్కరించడమే కాకుండా వశ్యత మరియు దోష-నిర్వహణను జోడిస్తుంది, స్క్రిప్ట్‌ను మరింత పటిష్టంగా చేస్తుంది.

ఈ విధానాలకు అదనంగా, రెండు స్క్రిప్ట్‌లు బహుళ వాతావరణాలలో అవుట్‌పుట్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ధృవీకరించడానికి యూనిట్ పరీక్షను కలిగి ఉంటాయి. యొక్క ఉపయోగం ప్రయత్నించండి...తప్ప పైథాన్‌లోని బ్లాక్ లోపాలను సునాయాసంగా నిర్వహించడంలో సహాయపడుతుంది, పూర్ణాంకం కాని విలువలు ఫంక్షన్‌కు పంపబడితే అభిప్రాయాన్ని అందిస్తాయి. ఈ విధానం స్క్రిప్ట్ ఊహించని విధంగా విఫలం కాదని నిర్ధారిస్తుంది మరియు ఇన్‌పుట్ రకాలు మారే పెద్ద అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించవచ్చు. జావాస్క్రిప్ట్ వైపు, console.log() ఫలితాన్ని తనిఖీ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, డీబగ్ చేయడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది మరియు బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌ల యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ధృవీకరించండి.

// 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.

వివిధ ప్రోగ్రామింగ్ భాషలలో బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లలోకి డీప్ డైవ్ చేయండి

జావాస్క్రిప్ట్ మరియు పైథాన్ మధ్య బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లను చర్చిస్తున్నప్పుడు మరొక ముఖ్య అంశం ఏమిటంటే, ప్రతి భాష పూర్ణాంక ఓవర్‌ఫ్లో మరియు అండర్‌ఫ్లోను ఎలా పరిగణిస్తుంది. జావాస్క్రిప్ట్‌లో, సంఖ్యలు 64-బిట్ ఫ్లోటింగ్-పాయింట్ విలువలుగా నిల్వ చేయబడతాయి, అయితే వాటిపై బిట్‌వైస్ కార్యకలాపాలు 32-బిట్ సంతకం చేసిన పూర్ణాంకాల వలె నిర్వహించబడతాయి. దీనర్థం, షిఫ్ట్‌లను అమలు చేస్తున్నప్పుడు, సంఖ్య మొదట 32-బిట్ సంతకం చేయబడిన పూర్ణాంకంగా మార్చబడుతుంది మరియు ఈ పరిధికి మించిన ఏవైనా బిట్‌లు విస్మరించబడతాయి, ఇది సంభావ్య ఓవర్‌ఫ్లో లేదా అండర్‌ఫ్లో సమస్యలకు దారి తీస్తుంది. మరోవైపు, పైథాన్‌కు పూర్ణాంకాల కోసం నిర్ణీత సంఖ్యలో బిట్‌లు లేవు, అవి ఓవర్‌ఫ్లో లేకుండా అవసరమైన విధంగా పెరుగుతాయి.

అదనంగా, జావాస్క్రిప్ట్ స్థానికంగా సంతకం చేయని 32-బిట్ పూర్ణాంకాలకు మద్దతు ఇవ్వదు, ఇది సంతకం చేసిన 32-బిట్ పూర్ణాంకాల పరిధిని మించిన బైనరీ సంఖ్యలతో వ్యవహరించేటప్పుడు గందరగోళాన్ని కలిగిస్తుంది. పైథాన్, ఏకపక్షంగా పెద్ద పూర్ణాంకాలను నిర్వహించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అదే కార్యకలాపాలలో తరచుగా విభిన్న ఫలితాలను అందిస్తుంది. నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ కోసం మీరు ఎంచుకున్న భాష మీ గణనలకు అవసరమైన ఖచ్చితత్వం మరియు మీరు సంఖ్య పరిమాణాలను ఎలా నిర్వహించాలనుకుంటున్నారు అనే దానిపై ఆధారపడి ఉండవచ్చు. సంతకం చేయబడిన పూర్ణాంక ఓవర్‌ఫ్లో నివారించాల్సిన సందర్భాలలో, పైథాన్ యొక్క డైనమిక్ టైపింగ్ ప్రయోజనకరంగా ఉండవచ్చు.

బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లను వర్తింపజేసేటప్పుడు జావాస్క్రిప్ట్ స్వయంచాలకంగా సంఖ్యలను బలవంతం చేస్తుందని గమనించడం ముఖ్యం. మీరు పెద్ద సంఖ్యను మార్చడం లేదా ఫ్లోట్‌లతో పని చేస్తున్నట్లయితే, JavaScript వాటిని ముందుగా 32-బిట్ సంతకం చేసిన పూర్ణాంకాలలోకి బలవంతం చేస్తుంది. ఇది పైథాన్‌తో విభేదిస్తుంది, ఇక్కడ మీరు సంఖ్యలు ఎలా ప్రాతినిధ్యం వహించాలి మరియు తారుమారు చేయాలి అనే దానిపై పూర్తి నియంత్రణను కలిగి ఉంటారు. రెండు భాషల మధ్య ఈ ప్రాథమిక వ్యత్యాసాలను అర్థం చేసుకోవడం వలన మీరు బిట్‌వైస్ ఆపరేషన్‌లతో పని చేస్తున్నప్పుడు మరింత సమర్థవంతమైన మరియు ఊహాజనిత కోడ్‌ను వ్రాయవచ్చు.