位运算
来源：互联网 发布：战舰少女程序员 编辑：程序博客网 时间：2024/06/06 21:39
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在Java中，位运算符有很多，例如与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)、移位(<<和>>)等。这些运算符在日常编码中很少会用到。
在下面的一个例子中，会用到位掩码（BitMask），其中包含大量的位运算。不只是在Java中，其他编写语言中也是可以使用的。
例如，在一个系统中，用户一般有查询(Select)、新增(Insert)、修改(Update)、删除(Delete)四种权限，四种权限有多种组合方式，也就是有16中不同的权限状态（2的4次方）。
Permission
一般情况下会想到用四个boolean类型变量来保存：
public class Permission {// 是否允许查询private boolean allowSelect;// 是否允许新增private boolean allowInsert;// 是否允许删除private boolean allowDelete;// 是否允许更新private boolean allowUpdate;// 省略Getter和Setter}上面用四个boolean类型变量来保存每种权限状态。
NewPermission
下面是另外一种方式，使用位掩码的话，用一个二进制数即可，每一位来表示一种权限，0表示无权限，1表示有权限。
public class NewPermission {// 是否允许查询，二进制第1位，0表示否，1表示是public static final int ALLOW_SELECT = 1 << 0; // 0001// 是否允许新增，二进制第2位，0表示否，1表示是public static final int ALLOW_INSERT = 1 << 1; // 0010// 是否允许修改，二进制第3位，0表示否，1表示是public static final int ALLOW_UPDATE = 1 << 2; // 0100// 是否允许删除，二进制第4位，0表示否，1表示是public static final int ALLOW_DELETE = 1 << 3; // 1000// 存储目前的权限状态private int flag;/** * 重新设置权限 */public void setPermission(int permission) {flag = permission;}/** * 添加一项或多项权限 */public void enable(int permission) {flag |= permission;}/** * 删除一项或多项权限 */public void disable(int permission) {flag &= ~permission;}/** * 是否拥某些权限 */public boolean isAllow(int permission) {return (flag & permission) == permission;}/** * 是否禁用了某些权限 */public boolean isNotAllow(int permission) {return (flag & permission) == 0;}/** * 是否仅仅拥有某些权限 */public boolean isOnlyAllow(int permission) {return flag == permission;}}以上代码中，用四个常量表示了每个二进制位代码的权限项。
例如：
ALLOW_SELECT = 1 << 0 转成二进制就是0001，二进制第一位表示Select权限。
ALLOW_INSERT = 1 << 1 转成二进制就是0010，二进制第二位表示Insert权限。
private int flag存储了各种权限的启用和停用状态，相当于代替了Permission中的四个boolean类型的变量。
用flag的四个二进制位来表示四种权限的状态，每一位的0和1代表一项权限的启用和停用，下面列举了部分状态表示的权限：
&lt;img src="https://pic3.zhimg.com/9c5f03aa1213f19e919a69d68d2de756_b.png" data-rawwidth="1180" data-rawheight="608" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="1180" data-original="https://pic3.zhimg.com/9c5f03aa1213f19e919a69d68d2de756_r.png"&gt;
使用位掩码的方式，只需要用一个大于或等于0且小于16的整数即可表示所有的16种权限的状态。
此外，还有很多设置权限和判断权限的方法，需要用到位运算，例如：
public void enable(int permission) {flag |= permission; // 相当于flag = flag | permission;}调用这个方法可以在现有的权限基础上添加一项或多项权限。
添加一项Update权限：
permission.enable(NewPermission.ALLOW_UPDATE);假设现有权限只有Select，也就是flag是0001。执行以上代码，flag = 0001 | 0100，也就是0101，便拥有了Select和Update两项权限。
添加Insert、Update、Delete三项权限：
permission.enable(NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE | NewPermission.ALLOW_DELETE);NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE | NewPermission.ALLOW_DELETE运算结果是1110。假设现有权限只有Select，也就是flag是0001。flag = 0001 | 1110，也就是1111，便拥有了这四项权限，相当于添加了三项权限。
上面的设置如果使用最初的Permission类的话，就需要下面三行代码：
permission.setAllowInsert(true);permission.setAllowUpdate(true);permission.setAllowDelete(true);二者对比
设置仅允许Select和Insert权限
Permission
permission.setAllowSelect(true);permission.setAllowInsert(true);permission.setAllowUpdate(false);permission.setAllowDelete(false);NewPermission
permission.setPermission(NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT);Permission
if (permission.isAllowSelect() && permission.isAllowInsert() && permission.isAllowUpdate())NewPermission
if (permission. isAllow (NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE))Permission
if (permission.isAllowSelect() && permission.isAllowInsert() && !permission.isAllowUpdate() && !permission.isAllowDelete())NewPermission
if (permission. isOnlyAllow (NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT))二者对比可以感受到MyPermission位掩码方式相对于Permission的优势，可以节省很多代码量，位运算是底层运算，效率也非常高，而且理解起来也很简单。
一些用到位掩码的源代码
java.lang.reflect.Modifier
在Java反射中，java.lang.reflect.Modifier是用来判断类、成员变量、方法等包含的修饰符。在Modifier的源代码中可以看到：
public static final int PUBLIC = 0x00000001;public static final int PRIVATE = 0x00000002; public static final int PROTECTED = 0x00000004; public static final int STATIC = 0x00000008; public static final int FINAL = 0x00000010; public static final int SYNCHRONIZED = 0x00000020;// ......public static boolean isProtected(int mod) {return (mod & PROTECTED) != 0;}public static boolean isStatic(int mod) {return (mod & STATIC) != 0;}在Android开发中，Linkify可以设置文本中的地址、电话、邮箱等是否支持点击链接：
Linkify.addLinks(textView, Linkify.WEB_URLS | Linkify.EMAIL_ADDRESSES);android.text.util.Linkify部分源码：
public static final int WEB_URLS = 0x01;public static final int EMAIL_ADDRESSES = 0x02;public static final int PHONE_NUMBERS = 0x04;public static final int MAP_ADDRESSES = 0x08;public static final int ALL = WEB_URLS | EMAIL_ADDRESSES | PHONE_NUMBERS | MAP_ADDRESSES;public static final boolean addLinks(Spannable text, int mask) { if (mask == 0) { return false; } URLSpan[] old = text.getSpans(0, text.length(), URLSpan.class); for (int i = old.length - 1; i >= 0; i--) { text.removeSpan(old[i]); } ArrayList<LinkSpec> links = new ArrayList<LinkSpec>(); if ((mask & WEB_URLS) != 0) { gatherLinks(links, text, Patterns.WEB_URL, new String[] { "http://", "https://", "rtsp://" }, sUrlMatchFilter, null); } if ((mask & EMAIL_ADDRESSES) != 0) { gatherLinks(links, text, Patterns.EMAIL_ADDRESS, new String[] { "mailto:" }, null, null); } if ((mask & PHONE_NUMBERS) != 0) { gatherLinks(links, text, Patterns.PHONE, new String[] { "tel:" }, sPhoneNumberMatchFilter, sPhoneNumberTransformFilter); } if ((mask & MAP_ADDRESSES) != 0) { gatherMapLinks(links, text); } pruneOverlaps(links); if (links.size() == 0) { return false; } for (LinkSpec link: links) { applyLink(link.url, link.start, link.end, text); } return true;}可以替代位域的更好的方案
在《Effective Java》一书中，更推荐用EnumSet来代替位域：
位域表示法也允许利用位操作，有效的执行像union和intersection这样的集合操作。但位域有着int枚举常量所有的缺点，甚至更多。当位域以数字形式打印时，翻译位域比翻译简单的int枚举常量要困难很多。甚至要遍历位域表示的所有元素也没有很容易的方法。
public class Text { public static final int STYLE_BOLD = 1 << 0; public static final int STYLE_ITALIC = 1 << 1; public static final int STYLE_UNDERLINE = 1 << 2; public static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1 << 3; public void applyStyles(int styles) {...}}text.applyStyles(STYLE_BOLD | STYLE_ITALIC);public class Text { public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH } public void applyStyles(Set<Style> styles) { System.out.println(styles); }}text.applyStyles(EnumSet.of(Style.BOLD, Style.ITALIC));
