Ruby 中的内存高效布尔数组

Question

在 C 中，我可以声明一个用0 填充的大型布尔数组，如下所示：

_Bool* sieve = malloc(limit + 1);

在 Python 中：

sieve = bytearray({False}) * (limit + 1)

在 Ruby 中，我可以这样做：

sieve = [false] * (limit + 1)

但这似乎占用了很多内存； Python 版本占用 len(sieve) + 57 字节，但 Ruby 版本占用 sieve.length * 8 + 40 字节。
有没有办法让一个较短的数组只用于布尔值？我对 Python 版本之类的东西很好，所以它不像 C 那样必须是 sieve.length 字节，如果它实现类似 Python 版本的东西，我更喜欢更简单的代码。 p>

Answer 1

您可能正在寻找二进制文件String 或名为IO::Buffer 的新Ruby 3.1 功能。要进一步压缩位（每字节 8 位），您需要执行以下操作：

class BitString
  include Enumerable

  def initialize(size)
    @size = size
    @str = "\0".b * (size / 8.0).ceil
  end

  attr_reader :size
  alias length size

  def [](bit)
    (@str[bit / 8].ord >> (7 - bit % 8) & 1) == 1
  end

  def []=(bit, val)
    @str[bit / 8] = case val
    when true
      @str[bit / 8].ord | (1 << (7 - bit % 8))
    when false
      @str[bit / 8].ord & ~(1 << (7 - bit % 8))
    else
      raise ArgumentError, "can only set a boolean value on a BitString"
    end.chr
  end

  def each(&block)
    return enum_for(:each) { @size } unless block_given?

    @size.times { |i| yield self[i] }
  end

  def to_s
    @str
  end
end

bs = BitString.new(10)
bs.length
# => 10
bs[3] = true
bs.to_s
# => "\x10\x00"
bs[3]
# => true
bs.map { |i| i ? 1 : 0 }
# => [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
bs.any?
# => true
bs[3] = false
bs.any?
# => false