Crystal Lang 中的“&-=”运算符是什么？

Question

我刚刚了解到 Crystal 中存在 &-= 运算符。它有什么作用？

这是来自 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 -= 运算符有任何区别。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

拼图的第一步是要认识到 a &-= b 只是 a = a &- b 的语法糖。或者更一般地说，a op= b 是 a = a op b 的语法糖。语言参考在 Operators.

中的 "Combined assignments" 下对此进行了详细说明

现在我们要问什么是 &-，它与 - 有何不同？不幸的是，API 文档在这方面写得非常安静。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：

- subtraction
&- wrapping subtraction

那么什么是环绕减法？好吧，Crystal 具有固定大小的数字类型。所以在这种情况下它们可能会溢出或下溢。那是什么意思？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?

所以程序试图低于 0，UInt32 类型无法表示。它下流了。如果 Crystal 不做这个检查，CPU 会愉快地环绕整数类型，我们会在 items_left (UInt32::MAX) 中得到 4294967295。

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，也许我们有一些性能敏感的代码，并且确定它的行为正确并且永远不会溢出，所以我们不想支付额外的 CPU 周期来检查操作是否刚刚溢出。

对于这些情况，有 & 前缀的数学运算符。它们只是简单地执行操作而不进行任何溢出检查。如果我们在上面的示例中使用 &- 而不是 -，那么现在 items_left 中就会有 4294967295。

一般来说，如果您需要包装运算符或从中受益，您就会知道。有疑问就当它们不存在吧。

Crystal Lang 中的“&-=”运算符是什么？

What is the "&-=" operator in Crystal Lang?

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