Crystal Lang 中的“&-=”运算符是什么？

Question

我刚刚了解了 Crystal 中的存在&-=运算符。它有什么作用？

这是Mutex#try_lock的示例：

private def try_lock
  i = 1000
  while @state.swap(1) != 0
    while @state.get != 0
      Intrinsics.pause
      i &-= 1
      return false if i == 0
    end
  end

  true
end

在尝试时，我看不出与熟悉的-=操作员有任何区别。例如，这两个片段产生相同的输出：

i = 1000
while i != 0
  puts i
  i -= 1
end

i = 1000
while i != 0
  puts i
  i &-= 1
end

Answer 1

难题的第一部分是要意识到这a &-= b只是a = a &- b. 或者更普遍的a op= b是a = a op b. 语言参考在Operators 的“组合赋值”下对此进行了详细说明。

现在我们需要问什么&-是什么以及它与什么不同-？不幸的是，API 文档在这方面写得很安静。语言参考也不是很详细，但在与上面相同的 Operators 页面上，我们可以找到：

- 减法
&- 包装减法

那么什么是包装减法呢？好吧，Crystal 有固定大小的数字类型。因此，在这种情况下，它们可能会溢出或下溢。这意味着什么？让我们举个例子：

# We have something to sell! Let's keep track of how many!
# It doesn't really make sense to have negative something left,
# so an unsigned integer ought to this.
items_left = 2u32

# Just made the first sell! Let's remember
items_left -= 1

# People seem to actually like this
items_left -= 1

# I could do this all day!
items_left -= 1 # => Unhandled exception: Arithmetic overflow (OverflowError)

# Oh no what happend?

所以程序试图去下面0，UInt32类型不能代表。它下溢了。如果水晶不会做此检查时，CPU会高兴地缠绕在整数类型，我们会得到4294967295的items_left（UInt32::MAX）。

但有时，在低级代码中，这种行为正是我们想要的。例如，如果我们正在计算一些统计数据，比如发送的数据包，如果该计数器溢出或下溢，我们不希望程序在这种情况下失败，回绕是可以的。或者我们有一些对性能敏感的代码，并且确信它的行为正确并且永远不会溢出，所以我们不想在检查操作是否刚刚溢出时支付额外的 CPU 周期。

对于这些情况，有带&前缀的数学运算符。它们只是执行操作而不进行任何溢出检查。如果我们在上面的例子中使用&-而不是-，我们现在就可以4294967295了items_left。

一般来说，您知道是否需要包装运算符或从包装运算符中受益。如有疑问，请假装它们不存在。