コグノスケ

Scalaでバイナリ解析

ScalaにてBooleanのリストをビット列に見立てて、任意のビット数を上位ビット〜下位ビットにOR演算し、Intのリストとして返すという処理をやりたいのです。

ビット列 (0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0) に対して、(1ビット取る, 3ビット取る, 5ビット取る) という処理を行って、結果として (0, 4, 24) が返る、そんなイメージです。

いきなり作るとコケたときショックがデカいので、まずは単純化して必ず8ビットずつ取る処理で考えてみます。入力、出力は下記の通りです。

（入力）
List(
  true, false, false, true, true, false, true, false,
  true, true, true, false, true, false, true, true
)

（出力）
List(154, 235)

やりたいことはシンプルなのですが、あまりスマートな書き方が思いつきません。

foreachで書く

まず思いついたのがforeachです。

val a = List(
  true, false, false, true, true, false, true, false,
  true, true, true, false, true, false, true, true
)
var acc = 0
var p = 0
var b: List[Int] = List()

a.foreach { it =>
  acc <<= 1
  if (it) acc |= 1
  p += 1

  if (p >= 8) {
    b = b :+ acc
    acc = 0
    p = 0
  }
}

println(b)

動くには動きますが、8ビット読むごとにリストのコピー処理が走るという、富豪プログラミングの限界に挑戦しているようなプログラムです。

map関数で書く

次に思い浮かぶのはmap関数ですが、基本的にforeachと変わらないように思います。変換前と変換後が1:1対応するなら簡単に書けますが、n:1対応させると一時変数の隠蔽が必要になり面倒です。

object BooleanToByte {
  def apply(): (Boolean => Option[Int]) = {
    val o = new BooleanToByte()
    o.mapper
  }
}

class BooleanToByte() {
  private var v = 0
  private var p = 0

  def mapper(b: Boolean): Option[Int] = {
    v <<= 1
    if (b) v |= 1
    p += 1

    if (p >= 8) {
      val result = Some(v)
      v = 0
      p = 0
      result
    } else {
      None
    }
  }
}


val a = List(
  true, false, false, true, true, false, true, false,
  true, true, true, false, true, false, true, true
)

val b = a.map(BooleanToByte()).flatten

println(b)

ひとまず見た目をa.map(f) の形に近づけるためだけに頑張りました。コードがダサいというか、Scala初心者感が丸出しというか。もっとスマートに書けるはずですが、今の私のレベルではなんとも…。

ちなみに最後のflattenはSomeオブジェクトを展開して中身の値を取り出すために使っています。ついでにNoneも消してくれるナイスな奴です。

iteratorはどうか？

最後にリストの要素を列挙するもう一つの手段、イテレータが思いつきました。foreachと異なりn:1対応に融通が利きます。いや…融通が利くというより、自由に記述できてしまうが故にn:1だろうとn:mだろうと、もはや何でもアリと言った方が正しいですね。

val a = List(
  true, false, false, true, true, false, true, false,
  true, true, true, false, true, false, true, true
)
val it = a.iterator
var b: List[Int] = List()

while (it.hasNext) {
  var acc = 0
  var p = 0

  while (p < 8) {
    acc <<= 1
    if (it.next()) acc |= 1

    p += 1
  }
  b = b :+ acc
}

println(b)

先ほどのforeachやmapのような、無理やり頑張った感はなくなったように思いますが、今度は変換元に8未満の要素数が残っているとき、例外がスローされてしまうという欠点もあります。

これがforeachを差し置いてベストか？と言われると、何とも言い難い、難しいですね。

脱家電？

パナソニック“脱家電”路線の衝撃度　松下翁の「水道哲学」は消えるのか

えー。脱家電じゃなくて、脱黒物家電でしょう。

赤字5兄弟が「テレビ、半導体、携帯、回路、光ピック」ならば、携帯以外は全部テレビ関連じゃないですか。脱テレビといっても過言じゃないです。

メモ: 技術系？の話はFacebookから転記しておくことにした。