Bitmasken

Bitmasken sind Ganzzahlwerte, deren Bits als Flags dienen. Durch die Zuordnung einzelner Bitpositionen zu Bedeutungen lässt sich eine Menge von booleschen Informationen kompakt kodieren. Bitmasken werden häufig mit bitweisen Operationen verwendet, um Bits zu testen, zu setzen, zu löschen oder zu invertieren.

Typische Einsatzgebiete sind Berechtigungen in Betriebssystemen, Feature-Flags in Software, Status- und Steuerbits in Protokollen sowie kompakte Repräsentationen in Speicherdaten. Als Beispiel dienen oft Klarstellungen wie Lese-, Schreib- und Ausführungsrechte oder Server-Flags, die in einem einzelnen Integer zusammengefasst sind.

Die Funktionsweise beruht auf den Schlüsseloperationen AND, OR, XOR und NOT sowie Bitverschiebungen. Um Bits zu prüfen, zu setzen, zu löschen oder zu wechseln, werden Masken verwendet. Allgemeine Muster:

- Prüfen: (flags & MASK) != 0

- Setzen: flags |= MASK

- Löschen: flags &= ~MASK

- Toggle: flags ^= MASK

Bitmasken werden häufig durch Verschieben definiert, z. B. READ = 1 << 0, WRITE = 1 << 1, EXECUTE = 1 << 2. Beispiele in C-ähnlicher Syntax:

#define READ (1 << 0)

#define WRITE (1 << 1)

#define EXECUTE (1 << 2)

unsigned int flags = 0;

flags |= READ; // setzen

flags &= ~WRITE; // löschen

bool hasRead = (flags & READ) != 0;

flags ^= EXECUTE; // toggle

Sprachenabhängig unterstützen Bitmasken verschiedene Muster. In C/C++ sind Flags oft in Enums realisiert; Java bietet Bitmasken über primitive Typen, in Python stehen unveränderliche Integers zur Verfügung. Die Vorteile liegen in der kompakten Repräsentation und schnellen Operationen, während Lesbarkeit und Wartbarkeit bei vielen Masken zunehmen. Eine klare Dokumentation der einzelnen Bits erleichtert Wartung und Fehlersuche.