Aptos Move 性能优化：位运算与移位操作实战
- 寻月隐君
- 发布于 1天前
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AptosMove性能优化：位运算与移位操作实战在掌握了Move语言的高层逻辑后，一个专业的智能合约开发者还需要深入理解其底层操作，这正是实现极致性能和Gas优化的关键所在。位运算（Bitwise）与移位运算（Bitshift）作为程序语言中最接近硬件的指令，能让我们以最高效的方式处理
Aptos Move 性能优化：位运算与移位操作实战
在掌握了 Move 语言的高层逻辑后，一个专业的智能合约开发者还需要深入理解其底层操作，这正是实现极致性能和 Gas 优化的关键所在。位运算（Bitwise）与移位运算（Bitshift）作为程序语言中最接近硬件的指令，能让我们以最高效的方式处理数据。
这篇实战教程将为你揭开位操作的神秘面纱。我们将通过清晰的代码示例和可验证的单元测试，手把手带你学习按位与、或、异或以及左右移位等核心操作。读完本文，你将获得一套强大的底层工具，并理解如何在 Move 中利用它们来编写更紧凑、更高效、更专业的代码。
Aptos Move Bitwise and Bitshift Operations
Bitwise（位运算）：直接对二进制位进行操作，常见运算包括：
- 与（&）：两位都为1时结果为1，否则为0。
- 或（|）：两位任一为1时结果为1。
- 异或（^）：两位不同时结果为1。
- 非（~）：单目运算，按位取反。
Bitshift（位移运算）：将二进制位整体左移或右移：
- 左移（<<）：低位补0，相当于数值乘以2的n次方（如
x << 1即x*2）。 - 右移（>>）：高位补符号位（算术右移）或补0（逻辑右移），相当于除以2的n次方（向下取整）。
关系：位运算逐位处理数据，位移运算则是批量移动位的位置，两者常结合用于底层优化（如权限控制、快速计算）。
实操
示例一
module net2dev_addr::Sample7 {
/*
BITWISE
| OR - If either binary value is 1 return 1, else return 0
& AND - If both binary values are 1 return 1, else return 0
^ XOR - If binary values are different return 1, else return 0
value_a = 7
value_b = 4
7 | 4 = 7
7 & 4 = 4
7 ^ 4 = 3
8 4 2 1
0 1 1 1 = 7
0 1 0 0 = 4
0 0 1 1 = 3
*/
fun bitwise_or(a: u64, b: u64): u64 {
a | b
}
fun bitwise_and(a: u64, b: u64): u64 {
a & b
}
fun bitwise_xor(a: u64, b: u64): u64 {
a ^ b
}
#[test_only]
use std::debug::print;
#[test]
fun test_bitwise_operators() {
let result = bitwise_or(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 7);
let result = bitwise_and(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 4);
let result = bitwise_xor(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 3);
}
}
这段 Aptos Move 代码定义了一个名为 Sample7 的模块，用于演示基础的位运算 (bitwise operations)。它包含了三个独立的函数，分别用于执行按位或 (|)、按位与 (&) 和按位异或 (^)，每个函数都接收两个 u64 整数作为输入并返回相应的结果。该模块的全部功能由一个名为 test_bitwise_operators 的单元测试进行验证，该测试使用示例值 7 和 4 依次调用了这三个函数，并利用 assert! 语句来确认其计算结果与预期的 7、4 和 3 完全一致。
测试
➜ aptos move test
INCLUDING DEPENDENCY AptosFramework
INCLUDING DEPENDENCY AptosStdlib
INCLUDING DEPENDENCY MoveStdlib
BUILDING my-dapp
Running Move unit tests
[debug] 7
[debug] 4
[debug] 3
[ PASS ] 0x48daaa7d16f1a59929ece03157b8f3e4625bc0a201988ac6fea9b38f50db5ef3::Sample7::test_bitwise_operators
Test result: OK. Total tests: 1; passed: 1; failed: 0
{
"Result": "Success"
}这个测试结果表明，你的 my-dapp 项目已成功通过了其单元测试。在成功编译项目后，测试框架执行了 Sample7 模块中定义的唯一一个测试函数 test_bitwise_operators。日志中的 [debug] 行清晰地打印出了 7、4 和 3 这三个值，它们分别是代码中按位或、按位与和按位异或运算的实际计算结果。紧随其后的 [ PASS ] 状态确认了该测试用例顺利完成，意味着其内部所有的 assert! 断言均已满足。最后，Test result: OK. Total tests: 1; passed: 1; failed: 0 的总结性陈述，为这次测试画上了圆满的句号，证明了你合约中的位运算逻辑完全正确。
示例二
module net2dev_addr::Sample7 {
/*
BITWISE
| OR - If either binary value is 1 return 1, else return 0
& AND - If both binary values are 1 return 1, else return 0
^ XOR - If binary values are different return 1, else return 0
value_a = 7
value_b = 4
7 | 4 = 7
7 & 4 = 4
7 ^ 4 = 3
8 4 2 1
0 1 1 1 = 7
0 1 0 0 = 4
0 0 1 1 = 3
*/
fun bitwise_or(a: u64, b: u64): u64 {
a | b
}
fun bitwise_and(a: u64, b: u64): u64 {
a & b
}
fun bitwise_xor(a: u64, b: u64): u64 {
a ^ b
}
#[test_only]
use std::debug::print;
#[test]
fun test_bitwise_operators() {
let result = bitwise_or(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 7);
let result = bitwise_and(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 4);
let result = bitwise_xor(7, 4);
print(&result);
assert!(result == 3);
}
/*
BITSHIFT
to the right 7 >> 2 = 7 / 2^2 = 7 / 4 = 1
to the left 7 << 2 = 7 * 2^2 = 7 * 4 = 28
8 4 2 1
1 1 1
16 8 4 2 1
1 1 1
*/
fun bitshift_left(a: u64, times: u8): u64 {
a << times
}
fun bitshift_right(a: u64, times: u8): u64 {
a >> times
}
#[test]
fun test_bitshift() {
let result = bitshift_left(7, 2);
print(&result);
assert!(result == 28);
let result = bitshift_right(7, 2);
print(&result);
assert!(result == 1);
}
}
这段 Aptos Move 代码定义了一个 Sample7 模块，用于演示两种基本的底层位操作类别：按位运算 (bitwise) 和 移位运算 (bitshift)。模块的第一部分提供了按位或 (|)、按位与 (&) 和按位异或 (^) 的函数。新增的第二部分则引入了左移 (<<)（效果相当于乘以2的幂）和右移 (>>)（效果相当于整除2的幂）的函数。所有这五种操作的正确性，都由两个独立的单元测试进行了充分验证，确保了按位和移位功能均能返回预期的结果。
测试
➜ aptos move test
INCLUDING DEPENDENCY AptosFramework
INCLUDING DEPENDENCY AptosStdlib
INCLUDING DEPENDENCY MoveStdlib
BUILDING my-dapp
Running Move unit tests
[debug] 28
[debug] 1
[ PASS ] 0x48daaa7d16f1a59929ece03157b8f3e4625bc0a201988ac6fea9b38f50db5ef3::Sample7::test_bitshift
[debug] 7
[debug] 4
[debug] 3
[ PASS ] 0x48daaa7d16f1a59929ece03157b8f3e4625bc0a201988ac6fea9b38f50db5ef3::Sample7::test_bitwise_operators
Test result: OK. Total tests: 2; passed: 2; failed: 0
{
"Result": "Success"
}这个测试结果表明，你的 my-dapp 项目已成功通过其全部单元测试。在成功编译项目后，测试框架执行了 Sample7 模块中的 test_bitshift 和 test_bitwise_operators 两个测试函数。日志中的 [debug] 行显示了代码的实际计算结果——28和1是移位运算的结果，7、4和3是按位运算的结果。每一条 [ PASS ] 记录都确认了这些计算结果与你 assert! 断言中的预期值完全相符。最后的摘要 Test result: OK. Total tests: 2; passed: 2; failed: 0 提供了明确的结论：所有测试均已通过，证明了你合约中的位操作逻辑是正确无误的。
总结
恭喜你！通过本篇实操，你已经掌握了 Aptos Move 中最基础也是最强大的底层操作——位运算与移位运算。我们不仅理解了它们的工作原理，还通过单元测试严格验证了每一行代码的正确性。
这些看似“硬核”的技巧，并非只是学术概念，它们在专业的智能合约开发中扮演着至关重要的角色：使用位运算来紧凑地管理复杂的状态和权限，利用移位运算来实现高效的乘除法……这些都是高级开发者优化 Gas、提升性能的必备技能。
现在，你已经将这些强大的工具收入囊中，为编写更专业、更高效的 Move 合约打下了坚实的基础。
