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位向量英文解釋翻譯、位向量的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 bit vector

分詞翻譯:

位的英語翻譯:

digit; location; place; potential; throne
【計】 D
【化】 bit
【醫】 P; position
【經】 bit

向量的英語翻譯:

vector
【計】 V; vector quantity
【醫】 vector; vector quantity

專業解析

位向量(Bit Vector),在計算機科學和數字電路領域中是一個基礎且重要的概念。從漢英詞典角度可定義為:

位向量(Bit Vector)

指由二進制位(bit)組成的固定長度序列,每個位的取值隻能是 0 或 1。它本質上是布爾值(true/false)的緊湊數組,通過二進制形式高效表示有限集合的狀态或屬性。其核心特征包括:

  1. 二進制存儲與高效性

    位向量通過單個比特存儲一個二元狀态,相比傳統整數數組可大幅節省内存空間。例如,一個 64 位的位向量僅需 8 字節即可表示 64 個獨立狀态,而同等規模的整數數組可能消耗數百字節。這種緊湊性在資源受限系統(如嵌入式設備)中至關重要。

  2. 硬件級并行操作

    現代 CPU 支持對位向量的原子級位運算(如 AND/OR/XOR),可在單指令内完成多比特的并行處理。例如,權限系統中常用位向量标記用戶權限組合(如 READ=0b001, WRITE=0b010, EXECUTE=0b100),通過位掩碼快速驗證權限:

    user_permission & REQUIRED_PERMISSION == REQUIRED_PERMISSION

    這種操作效率遠超傳統循環判斷。

  3. 數學與邏輯抽象

    在形式化方法中,位向量可建模為有限域上的向量空間。設位向量長度為 $n$,則其數學表示為:

    $$

    vec{v} in {0,1}^n

    $$

    支持布爾代數運算(如按位與 $vec{a} land vec{b}$),常用于硬件描述語言(HDL)對寄存器或總線的精确建模。

典型應用場景

權威參考來源

  1. IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic (IEEE 754) -位向量在浮點數編碼中的應用

    IEEE 754-2019

  2. Stanford CS107: Computer Organization & Systems -位運算與硬件交互原理

    課程講義: Bit Vectors

  3. NIST Handbook of Mathematical Functions -布爾代數的形式化定義

    Chapter: Discrete Mathematics

網絡擴展解釋

位向量(Bit Vector,又稱位數組、位圖或位集)是計算機科學中的一種基礎數據結構,由連續的二進制位(0或1)組成,每個位代表某種二元狀态(如存在/不存在、真/假)。以下是詳細解釋:


核心概念

  1. 結構特性
    位向量本質上是一個二進制數組,每個元素僅占用1 bit空間。例如,一個長度為8的位向量可存儲8個二元值,總共占用1字節内存,相比傳統整數數組(每個元素占4字節)節省了約96%的空間。

  2. 典型操作

    • 設置位(Set):将某位置為1,如 vector |= (1 << n)
    • 清除位(Clear):将某位置為0,如 vector &= ~(1 << n)
    • 檢查位(Check):判斷某位是否為1,如 (vector & (1 << n)) != 0

應用場景

  1. 集合表示
    用位向量表示元素是否存在(如集合{3,5}對應二進制00101000),適用于海量數據的快速交集、并集運算。

  2. 數據壓縮
    在稀疏數據存儲中,僅标記有效數據位置,減少存儲開銷。例如,圖像處理中的黑白位圖。

  3. 網絡與系統
    用于IP地址過濾、内存頁表管理、文件權限标記(如Linux的文件權限位)。


優缺點


示例

若用8位向量表示一周的會議安排(周一到周日):
00101101 表示周一、周三、周四、周日有會議(從右向左索引,最低位為第0位)。


通過位向量,開發者可以在資源受限的場景中高效管理狀态,但其適用性需結合具體需求權衡。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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