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¡Microsoft MVP!
lunes, 22 de octubre de 2007
Como en otros lenguajes y plataformas, .Net permite la creación de enumeraciones de campos de bits, así como su tratamiento de forma muy sencilla e intuitiva para el desarrollador.

A diferencia de las enumeraciones normales, cuyos elementos son habitualmente excluyentes, las de campos de bits permiten la combinación de ellos, permitiendo su utilización en escenarios algo más complejos que los primeros. Fijaos en los siguientes ejemplos.

Si pretendemos almacenar el estado de las luces de un semáforo, donde sólo uno de los elementos está activo, posiblemente optaríamos por crear una enumeración como la siguiente, de lo más tradicional:

public enum EstadoSemaforo
{
Rojo, Amarillo, Verde
}
 
En cambio, si deseásemos almacenar el estado de las lucecillas del teclado de nuestro PC (BloqMays, BloqNum y BloqDespl), tenemos un total de 8 combinaciones de estados distintos (desde el "todas apagadas" hasta "todas encendidas"), lo cual ya se convierte en incómodo para utilizar una enumeración tradicional de selección única. Y es aquí donde saltan a la palestra los campos de bits, permitiéndonos hacer cosas como esta:

[Flags]
public enum LedStatus
{
BloqMays=1,
BloqNum=2,
BloqDespl=4,
All=BloqMays | BlogNum | BloqDespl,
None = 0
}

Vamos a explicarlo paso a paso. En primer lugar, nos encontramos con el atributo [Flag], que indica a .NET que la enumeración es de este tipo y que debe permitir la combinación de elementos como veremos un poco más adelante.

A continuación se define la enumeración como siempre, aunque estamos forzando a que cada elemento de interés se asocie a un valor potencia de 2, que corresponderá con el valor decimal de su representación binaria. De esta forma, cuando combinemos elementos, su suma lógica nos dará valores únicos que permitirán determinar cuáles de ellos se están uniendo. El siguiente cuadro quizás ayude a entender esto mejor:

Como podemos ver, a cada elemento de la enumeración se asigna un bit en el interior de un byte (o conjunto de bytes); así, BloqMays está asignado al bit 0 (con un valor en decimal de 2^0=1), BloqNum al bit 1 (con valor 2^1=2), etc.

De esta forma, cuando estén activas las luces del bloqueo de mayúsculas (BloqMays) y el del desplazamiento (BloqDespl), estarán a uno los bits 0 y 2, mientras que el bit 1 estará a cero, resultando el número "101" cuyo valor será cinco.

Siguiendo con el ejemplo, tenemos un elemento ("All") que se define como combinación de los anteriores. Esto puede ser util para facilitar las comparaciones con combinaciones muy frecuentes o cuya agrupación tenga un sentido especial, como podría ser un elemento del tipo SuperUsuario en una enumeración de tipos de usuario de un gestor de contenidos:

public enum TipoDeUsuario
{
Anonimo = 0,
Registrado = 1,
Gestor = 2,
SuperUsuario = Registrado | Gestor;
}
 
Volvemos ahora a algo que antes dejamos un poco a medias... ¿para qué el atributo [Flags] que adorna la enumeración? ¿No podemos hacer prácticamente lo mismo sin él, simplemente usando valores potencia de dos en las enumeraciones? Y la respuesta es sí, exactamente lo mismo. La única diferencia que he encontrado es que el método ToString() es capaz de mostrar la combinación de valores, es decir:

LedStatus leds = LedStatus.BloqMays | LedStatus.BloqNum
Console.WriteLine(leds);
 
Si hemos utilizado el atributo [Flags] por consola podremos ver el texto "BloqMays, BloqNum". Si no lo usamos, sólo aparecerá "3", el valor numérico de la combinación de ambos elementos. Supongo que alguna diferencia más habrá, pero como digo, no la he encontrado.

Por último, comentar que existen varias ventajas a la hora de decidirse a utilizar este tipo de enumeraciones. Sin duda, se trata de una forma realmente compacta de almacenar información de estado o indicadores combinables. Eso, aunque hoy en día cada vez tiene menos importancia, era hace tiempo motivo más que suficiente para propiciar su uso en programación ligada al bajo nivel, como en C o ensamblador, donde además existe mucha facilidad para el tratamiento de bits.

También es ventajosa su versatilidad a la hora de tratar los valores. Con conocimientos básicos de aritmética binaria podemos hacer cosas como alternar entre activo e inactivo (operador ~ o Xor), activar varios elementos de golpe (usando máscaras OR) o desactivarlos (máscaras AND), realizar desplazamientos laterales binarios a derecha o izquierda (L ó RShifts), etc.

Sin embargo, el uso de estas enumeraciones presenta varios inconvenientes también relacionados con su naturaleza binaria. Citar, por ejemplo, que la asignación hay que realizarla mediante operadores de combinación lógicos de bit para no alterar el estado de otros indicadores, es decir:


// la siguiente instrucción activa el
// BloqMays, pero desactiva todos los demás

estado = LedStatus.BloqMays;

// las siguientes instrucciones
// activan el bit 0 (BlockMays)
// dejando intactos los demás leds:

estado = estado | LedStatus.BloqMays;
estado |= LedStatus.BloqMays;
 
De la misma forma, no podemos realizar comparaciones utilizando los operadores de igualdad, puesto que sólo evaluarán a cierto sin los dos operandos son estrictamente idénticos:

if(estado==LedStatus.BloqMays)
// sólo se cumple si está
// activo únicamente BloqMays
 
Las comparaciones deben realizarse utilizando de nuevo operadores de aritmética binaria, concretamente el AND lógico, de la siguiente forma:

if ( (estado & LedStatus.BloqMays) != 0)
// se cumple cuando el BloqMays
// está activo, independientemente del resto
 

Publicado en: www.variablenotfound.com.

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