26 个开关

在 Ziglings 的第 98 个练习中，我们面对的是一个经典的算法题：Pangram (全字母句)。全字母句是指包含字母表中所有字母（a-z）至少一次的句子。例如：“The quick brown fox jumps over the lazy dog.”。

通常的解法是开一个 bool seen[26] 数组。但作为系统程序员，我们追求极致的效率。Zig 向我们展示了如何用位运算来优雅地解决这个问题。

挑战：压缩状态

我们需要遍历字符串，记录每个字母是否出现过。最后，检查是否所有 26 个字母都出现了。

解决方案

我们使用一个 u32 整数，将其看作是 32 个开关的集合。我们只需要用到低 26 个开关。

const std = @import("std");
const ascii = std.ascii;
const print = std.debug.print;

pub fn main() !void {
    print("Is this a pangram? {}!\n", .{isPangram("The quick brown fox jumps over the lazy dog.")});
}

fn isPangram(str: []const u8) bool {
    // 优化：如果长度小于 26，绝对不可能是全字母句
    if (str.len < 26) return false;

    // 状态容器：32位整数，初始化为全 0
    var bits: u32 = 0;

    for (str) |c| {
        // 过滤：只处理字母
        if (ascii.isAscii(c) and ascii.isAlphabetic(c)) {
            // 核心逻辑：计算偏移量
            // 'a' -> 0, 'b' -> 1 ... 'z' -> 25
            const index = ascii.toLower(c) - 'a';
            
            // 设置位：使用位移和按位或
            // 1 << index 生成掩码，|= 将对应位置 1
            bits |= @as(u32, 1) << @truncate(index);
        }
    }

    // 验证：是否所有 26 个位都为 1？
    // 2^26 - 1 = 0x3FFFFFF
    return bits == 0x3FFFFFF;
}

核心知识点总结

1. 空间效率

Bool 数组方案：26 字节（甚至更多，取决于对齐）。
位掩码方案：4 字节（u32）。在 CPU 缓存极其宝贵的今天，数据越紧凑，缓存命中率越高，程序跑得越快。

2. 位操作的原子性

虽然本题没有涉及并发，但位操作的一个巨大优势是它通常对应单条 CPU 指令。在底层驱动开发中，寄存器的每一位都控制着硬件的不同功能，这种 |= (Set) 和 &= ~ (Clear) 的操作是基本功。

3. 十六进制计算技巧

如何快速写出 0x3FFFFFF？记住 F 就是 1111 (4 个 bit)。 26 个 bit = 6 个 F (24 bit) + 2 个 bit。剩下的 2 个 bit 是 11，即 3。组合起来就是 3 后面跟 6 个 F。

后续预告：我们已经通过位运算深入了数据的微观世界。接下来的练习可能会带我们回到宏观世界，探讨 Zig 的 Errors (错误处理) 进阶用法，或者深入标准库的 Sorting (排序) 功能。

Ziglings 笔记 98: 位运算实战 - 全字母句判断