Rubyを使った数学：モジュロ演算子、バイナリなど

優れたプログラマーになるには、数学を知る必要がありますか？

状況によって異なります！

一日中CRUDアプリを作成するだけの場合は、数学についてあまり知る必要はないでしょう。

ただし、コーディングの課題を解決したり、コーディングインタビューの準備をしたりするなど、もっと面白いことをしたい場合は、いくつかの基本的な概念を学ぶことが役立ちます。

今日はについて学びます ：

• モジュロ演算子（％ ）
• 番号システム
• ビットマスキング

これらの概念をRubyで適用する方法を学ぶので、これは実用的なガイドになります。

やってみましょう！

Rubyモジュロ演算子

Rubyのモジュロ演算子は次のようになります：

％

はい、パーセント記号と同じです。

それは何をしますか？

モジュロ演算子は、除算の残りの部分を提供します 。これは、数値が偶数か奇数かを確認するなどの目的で使用できます。

はい。

Rubyには、even？があります。 / odd？ メソッド。

例 ：

8.even?
# true

5.even?
# false

ただし、数値が3で割り切れるかどうかを確認する場合は、モジュロ演算子を使用する必要があります。

例 ：

9 % 3 == 0
# true

もっと使い方を探りましょう！

モジュロ演算子の実用的な使用法

モジュロを使用して、数値が別の数値で割り切れるかどうかを確認できます。 。

残りが0の場合、数値は割り切れます。

例 ：

古典的な「FizzBu​​zz」コーディングチャレンジでは、数値が3または5で割り切れるかどうかを確認する必要があります。

if n % 3 == 0
  puts "Fizz"
end

if n % 5 == 0
  puts "Buzz"
end

Modoloを使用できます N回ごとに物事を行うオペレーター。

このように ：

(1..10).select { |n| n % 2 == 0 }
# [2, 4, 6, 8, 10]

または、 stepを使用することもできます 方法：

(2..10).step(2).to_a
# [2, 4, 6, 8, 10]

Divmodメソッドの使用

モジュロ演算子のもう1つの用途は、分を時間+残りの分に変換することです。

例 ：

90分あります。これは1時間30分と同じです。

hours, minutes = 90.divmod(60)
# [1, 30]

divmodに注意してください 方法：

除算とモジュロ（除算の残り）を同時に実行します。

とても役に立ちました！

数体系を理解する

記数法は、数を表す方法です。

毎日の数字の使用では、10進法を使用します 。

0123456789

記数法は、一連の数字と、場合によっては文字で構成されます。

例 ：

16進法では、合計16個の記号が使用されます。

0123456789abcdef

これが一般的な記数法の表です ：

to_s を使用して、Rubyの数値システム間で変換できます。 メソッド。

10進数から変換する方法は次のとおりです （ 9 ）からバイナリ （ 1001 ）：

9.to_s(2)
# "1001"

to_iを使用できます 文字列のメソッドを整数に変換し直します。

したがって、16進数から移動する場合 （ ff ）から10進数 （ 255 ）これを行うことができます：

"ff".to_i(16)
# 255

ここで、16は「シンボルカウント」または数のベースです。

ビットマスキングとは何ですか？

おそらく毎日考えて目を覚ますことはないでしょう…

"おい！ ブール値をたくさんパックする必要があります できるだけ小さなスペースに入れてください。」

しかし、いつかそれをする必要があるなら…

あなたを助けることができる素晴らしいテクニックは「ビットマスキング」です。

ビットマスキングを使用すると、多くのブール値を1つの整数値にパックできます。

どうしてそれが可能ですか？

個々のビットを使用する 番号が構成されていること。

ブール値は1ビットで表すことができ、整数値は64​​ビットであるため、最大64個のブール値を1つの数値にパックできます。

ビット演算子を使用します。

ここに表があります ：

ビット単位の演算子はBITレベルで機能し、まさにそれが私たちの望みです。

コード例は次のとおりです ：

class Bitmask
  def initialize
    @value = 0
  end

  def set(bit)
    @value |= bit
  end

  def clear(bit)
    @value &= ~bit
  end

  def check(bit)
    (@value & bit) == bit
  end

  def to_binary
    @value.to_s(2)
  end
end

bit = Bitmask.new

BitMaskingの使用方法

これで、 setを使用できます 、 clear ＆ check このデータ構造を操作するメソッド。また、各値の意味を説明する定数を定義することもできます。

例 ：

class Bitmask
  ENGINES_ENABLED = 1
  CAPTAIN_ABOARD  = 2
  SHIELDS_UP      = 4

  # ... rest of code here
end

bit = Bitmask.new

bit.set(Bitmask::ENGINES_ENABLED)
bit.check(Bitmask::ENGINES_ENABLED)

setの有効な値 1と2の累乗（2、4、8、16、32…）を含めると、他のビットの上書きを回避できます。

64 + 32 + 1の場合、保存される値は次のようになります。

1100001

ルビー数学メソッド

Rubyには、役立つ数学メソッドがいくつか組み込まれています。

divmodについてはすでに説明しました 、でも？ ＆ odd？ 。

5 ** 2
# 25

-10.abs
# 10

300.digits
# [0, 0, 3]