如何优雅地运用位运算实现产品需求

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在开始注释之前，咱们先来说一下 Linux 的零碎权限设计。在 Linux 零碎中，为了保障文件的平安，对文件所有者、同组用户、其余用户的拜访权限进行了别离治理。其中，文件所有者，即建设文件或目录的用户。同组用户，是所属组群中的所有用户。其余用户，指的是既不是文件所有者，也不是同组用户的其余用户。每个文件和目录都具备读取权限、写入权限和执行权限，这三个权限之间互相独立。

在 Linux 零碎中，每个文件的拜访权限能够用 9 个字母示意，每 3 个字母示意一类用户权限，别离代表文件创建者、同组用户、其余用户。其中，r 示意读取权限，w 示意写入权限，x 示意执行权限。通过性能模式批改文件权限，有三个局部组成，包含对象、操作和权限。

假如须要减少同组用户写入权限，上面来看一个例子。

chmod g+w /root/install.log

此外，每一类用户的拜访也能够通过数字的形式进行示意。

那么，通过数字模式就能够对常见的 Linux 文件权限操作进行演绎。

假如须要设置创建者可读可写可执行、同组用户可读、其余用户可读，咱们能够这样写：

chmod 755 /root/install.log

事实上，Linux 的文件拜访权限就是十分经典的位运算应用场景。独一无二，咱们再来看下 Java 中的 java.lang.reflect.Modifier。其中，Modifier 类采纳 16 进制定义了动态常量。

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 final int VOLATILE         = 0x00000040;
public static final int TRANSIENT        = 0x00000080;
public static final int NATIVE           = 0x00000100;
public static final int INTERFACE        = 0x00000200;
public static final int ABSTRACT         = 0x00000400;
public static final int STRICT           = 0x00000800;
...

紧接着，Modifier 类提供了很多静态方法，例如 isPublic() 办法的返回值 & PUBLIC 对应的 16 进制值，如果非 0，则阐明含有 public 修饰符。

public static boolean isPublic(int mod) {return (mod & PUBLIC) != 0;
}

这里有一个重要的知识点，采纳 & 运算，两位同时为 1，后果才为 1，否则为 0。即 0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1。例如：3&1 即 0000 0011 & 0000 0001 = 00000001，值为 1。

     0000 0011
&    0000 0001 
=    0000 0001

private static final int CLASS_MODIFIERS =
        Modifier.PUBLIC         | Modifier.PROTECTED    | Modifier.PRIVATE |
        Modifier.ABSTRACT       | Modifier.STATIC       | Modifier.FINAL   |
        Modifier.STRICT;

     0000 0000 0000 0001
|   0000 0000 0000 0010 
|   0000 0000 0000 0100 
|   0000 0000 0000 1000 
|   0000 0000 0001 0000 
|   0000 0100 0000 0000
|   0000 1000 0000 0000
=    0000 1100 0001 1111

书归正传，咱们站在前辈们的肩上，通过位运算设计优雅的多选标识，例如通过位运算实现权限管制或多状态治理，它的益处在于易扩大，防止数据库设计过程中字段收缩，缩小磁盘存储空间。

假如，咱们当初有一个有一个业务需要：在工作中增加一个告诉形式，可选项包含 IM 音讯、零碎揭示、邮箱、短信。抉择 IM 音讯后，反对 IM 即时发送；抉择零碎揭示后，反对站内信推送；抉择抉择邮箱后，该工作后续相干揭示内容，可通过发送邮件至相干人邮箱中进行告诉；抉择短信后，该工作后续相干揭示内容，可通过发送短信至相干人进行告诉。

咱们在设计数据库库表时，通常状况下，将多个标识字段合并成一个字段，并把这个字段改成字符串型形式保留，例如，存在 1 时示意反对 IM，2 时示意支持系统音讯，3 示意反对邮箱，4 示意反对短信。此时，如果同时都满足，它的存储模式就是以逗号分隔的字符串：“1,2,3,4”。这样设计的益处在于，不仅打消雷同字段的冗余，而且当减少新的渠道类别时，不需减少新的字段。

IM(1, "IM 音讯"),
SYSTEM(2, "零碎揭示"),
MAIL(3, "邮箱"),
SMS(4, "短信");

但在数据查问时，咱们须要对字符串进行分隔。并且字符串类型的字段在查问效率和存储空间上不如整型字段。因而，咱们能够用“位”来解决这个问题。咱们采取不同的位来别离示意不同类别的标识字段。

因而，当某个工作反对 IM 时，则保留 1（0000 0001）；支持系统音讯时，则保留 2（0000 0010），反对邮箱时，则保留 4（0000 0100）；反对短信时，则保留 8（0000 1000）。四种都反对，则保留 15（0000 11111）。

位	值	阐明
00000001	1	反对 IM
00000010	2	支持系统音讯
00000011	3	反对 IM、零碎音讯
00000100	4	反对邮箱
00000101	5	反对邮箱、IM
00000110	6	反对邮箱、零碎音讯
00000111	7	反对邮箱、IM、零碎音讯
00001000	8	反对短信
…
00001111	15	反对邮箱、IM、零碎音讯、短信

紧接着，咱们通过封装罕用办法来实现增删改。

/**
 * 判断
 * @param mod 用户以后值
 * @param value  须要判断值
 * @return 是否存在
 */
public static boolean hasMark(long mod, long value) {return (mod & value) == value;
}

/**
 * 减少
 * @param mod 已有值
 * @param value  须要增加值
 * @return 新的状态值
 */
public static long addMark(long mod, long value) {if (hasMark(mod, value)) {return mod;}
    return (mod | value);
}

/**
 * 删除
 * @param mod 已有值
 * @param value  须要删除值
 * @return 新值
 */
public static long removeMark(long mod, long value) {if (!hasMark(mod, value)) {return mod;}
    return mod ^ value;
}

总结一下，咱们在数据库设计时，将多个标识字段合并成一个字段，并把这个字段改成字符串型形式保留，不仅打消雷同字段的冗余，而且当减少新的渠道类别时，不需减少新的字段，然而字符串类型的字段在查问效率和存储空间上不如整型字段。因而，咱们能够参考用“位”来解决这个问题。咱们采取不同的位来别离示意不同类别的标识字段。

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