प्रोग्रामिंग में XOR का उपयोग करने का अभ्यास

इस लेख में मैं XOR बिट ऑपरेशन (एक्सक्लूसिव OR) के बारे में बात करूंगा और JAVA पर इसके आवेदन के सबसे दिलचस्प उदाहरण प्रदान करेगा।

तो, XOR एक ऐसा ऑपरेशन है जो केवल "सही" मान लेने पर "सही" मान लेता है।





XOR में निम्नलिखित गुण हैं:

एक XOR 0 = ए
एक XOR a = 0
एक XOR b = b XOR a
(एक एक्सओआर बी) एक्सओआर बी = ए

जावा भाषा में (साथ ही सी, सी ++, सी #, रूबी, पीएचपी, जावास्क्रिप्ट) में, ऑपरेशन "^" प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है।

एक अतिरिक्त चर का उपयोग किए बिना चर मानों का आदान-प्रदान करें

एक्सओआर ऑपरेशन का उपयोग करना, अतिरिक्त चर का उपयोग किए बिना एक ही प्रकार के चर के मूल्यों का आदान-प्रदान करना संभव है:

int x = 5, y = 7; x = x^y; // x == 2 y = x^y; // y == 5 x = x^y; // x == 7 

या कम रिकॉर्ड में:

  y ^= (x ^= y); x ^= y; 

इस प्रकार, यह संभव है, उदाहरण के लिए, रिवर्स टेक्स्ट स्ट्रिंग को लागू करने के लिए:

  public static final String reverseWithXOR(String string) { char[] array = string.toCharArray(); int length = array.length; int half = (int) Math.floor(array.length / 2); for (int i = 0; i < half; i++) { array[i] ^= array[length - i - 1]; array[length - i - 1] ^= array[i]; array[i] ^= array[length - i - 1]; } return String.valueOf(array); } 

हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस तरह का कोड एक अस्थायी चर का उपयोग करके कोड की तुलना में गति में लाभ नहीं देता है।

एन्क्रिप्शन

XOR- आधारित एन्क्रिप्शन संपत्ति का उपयोग करता है:
(एक एक्सओआर के) एक्सओआर के = ए
जहां k - एक कुंजी के रूप में कार्य करता है

सरल स्ट्रिंग एन्क्रिप्शन कार्यान्वयन:

  public static byte[] encode(String pText, String pKey) { byte[] txt = pText.getBytes(); byte[] key = pKey.getBytes(); byte[] res = new byte[pText.length()]; for (int i = 0; i < txt.length; i++) { res[i] = (byte) (txt[i] ^ key[i % key.length]); } return res; } 

और डिक्रिप्शन:

  public static String decode(byte[] pText, String pKey) { byte[] res = new byte[pText.length]; byte[] key = pKey.getBytes(); for (int i = 0; i < pText.length; i++) { res[i] = (byte) (pText[i] ^ key[i % key.length]); } return new String(res); } 

आइए लाइन को एन्क्रिप्ट करने का प्रयास करें "इन नरम फ्रांसीसी रोल खाएं, लेकिन कुछ चाय लें।" और कुंजी के रूप में "हब्र" शब्द लें:



ऐसे एन्क्रिप्शन की अड़चन यह है कि एन्क्रिप्ट किए गए टेक्स्ट का हिस्सा जानने के बाद, आप आसानी से कुंजी को पुनर्प्राप्त कर सकते हैं और तदनुसार, पूरे पाठ को डिक्रिप्ट कर सकते हैं। इसलिए, अपने शुद्ध रूप में, यह शायद ही कभी अभ्यास में उपयोग किया जाता है, हालांकि इसका उपयोग अधिक जटिल एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम के हिस्से के रूप में किया जाता है।
यह दिलचस्प है कि एक समय में यह एल्गोरिथ्म Microsoft द्वारा Office 95 में दस्तावेजों की सामग्री को एन्क्रिप्ट करने के लिए उपयोग किया गया था।

XORShift यादृच्छिक संख्या जनरेटर

2003 में, जॉर्ज मार्साग्लिया ने XOR - Xorshift का उपयोग करके दुनिया को एक तेज यादृच्छिक संख्या पीढ़ी एल्गोरिदम से परिचित कराया ।

इसके संभावित कार्यान्वयनों में से एक:

 class XORShift { private long rnd; public XORShift(long rnd) { this.rnd = rnd; } public long getRandom() { this.rnd ^= (this.rnd << 21); this.rnd ^= (this.rnd >>> 35); this.rnd ^= (this.rnd << 4); return this.rnd; } } 

यहां "मैजिक" संख्या 21, 35 और 4 को सर्वश्रेष्ठ अनुक्रम उत्पन्न करने के लिए चुना गया है (पूर्ण अवधि 2 ⁶⁴ -1 है)।
1111111111 नंबर के साथ जनरेटर की शुरुआत करके, हमें पहले 10 नंबरों के लिए निम्न अनुक्रम प्राप्त होता है:

39462749392662495
4596835458788324745
-7.932.128.052.244.037.525
-2.502.212.788.642.280.052
3288035714308340525
-8.561.046.377.475.020.727
-812160615072319265
-3.869.866.974.339.671.508
-7.329.504.029.400.927.428
3890915262874757420

अंत में, उन लोगों के लिए एक अनुरोध, जिनके पास XOR के उपयोग के अन्य सुंदर उदाहरण हैं, लेख में शामिल नहीं हैं, उनके बारे में बात करने के लिए।