位运算的巧妙应用

Android 中的位运算应用了解一下~

位运算

我们先了解一下 4种 最基本的二进制位运算

| 或运算( OR )
按规则 Y | 1 = 1 , Y | 0 = Y 运算

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   10010101   10100101
OR 11110000   11110000
=  11110101   11110101

& 与运算( AND )
按规则 Y = 1 时 Y & 1 = 1 , Y=* 时 Y & 0 = 0 运算

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    10010101   10100101
AND 00001111   00001111
=   00000101   00000101

^ 异或( XOR )
按位不同为1，相同为0

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    10011101   10010101
XOR 00001111   11111111
=   10010010   01101010

~ 非( NOT )
按位取反

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~ 10011101   10010101
= 01100010   01101010

下面是逻辑运算表

| bit 1 | bit 2 | OR | AND | XOR |
| :—: | :—: | :—: | :—: |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |

掩码运算

现在有这样一段代码:

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public static final int FLAG_FOCUSABLE = 0X0001; // 0001
public static final int FLAG_CLICKABLE = 0X0002; // 0010
public static final int FLAG_ENABLE = 0X0004; // 0100
public final int flags = 0;

mFlags 记录了某些状态位，如果想向 flags 上添加一个状态 FLAG_ENABLE ，可以这样做 :

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// 向mFlags上添加一个标识位
flags |= FLAG_ENABLE; // flags = 0100;
// 在添加一个标志位
flags |= FLAG_FOCUSABLE; // flags = 0101;

检查flags 是否含有 FLAG_ENABLE :

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boolean containEnableFlag;
containEnableFlag = (flags & FLAG_ENABLE) == FLAG_ENABLE
// 或者   
containEnableFlag = (flags & FLAG_ENABLE) != 0

移除 flags 中的 FLAG_ENABLE :

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flags &= ~FLAG_ENABLE; // flags = 0001

这几种操作方式为掩码运算，总结有以下几种方式

释义 运算
设置或覆盖标志位 flags Ι flagBit
移除标志位 flags & ~flagBit
检查是否含有标志位 (flags & flagBit) == flagBit
标志位取反 ~flags

掩码运算并不直观，也不容易理解，所以在编程时并不推荐使用，但是如果考虑性能要求的话，使用掩码运算还是很划算的。

在Android 中的应用

View 类中可以设置其是否可见，可点击等，

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setFocusable(focusable);
setClickable(clickable);

查看 View 的源代码片段

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/**
* The view flags hold various views states.
*/
int mViewFlags;

/**
* This view wants keystrokes. Use with TAKES_FOCUS_MASK when calling
* setFlags.
*/
static final int FOCUSABLE = 0x00000001;

/**
* <p>Indicates this view can be clicked. When clickable, a View reacts
* to clicks by notifying the OnClickListener.<p>
*/
static final int CLICKABLE = 0x00004000;

/**
* Set flags controlling behavior of this view.
*
* @param flags Constant indicating the value which should be set
* @param mask Constant indicating the bit range that should be changed
*/
void setFlags(int flags, int mask) {
    ...     
    int old = mViewFlags;
    mViewFlags = (mViewFlags & ~mask) | (flags & mask);

    int changed = mViewFlags ^ old;
    if (changed == 0) {
        return;
    }
    int privateFlags = mPrivateFlags;
    ...
}

可以看到 mViewFlags 记录 View 的 states，当调用 setFocusable() , setClickable() 时,实际上是调用 setFlags() 来设置 mViewFlags 的值，像这种 掩码运算 的实际应用在 Android FrameWork 层很多地方都可以看到

Permissions on linux

在终端键入 ls -l ,会看到类似这样的输出结果

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-rw-rw-r--@  1 septenary  staff  1158  2 27 14:05 Readme.txt
drwxrwxr-x@  6 septenary  staff   204  3 27 11:45 add-ons
drwxr-xr-x   8 septenary  staff   272  6 10 14:43 build-tools
drwxr-xr-x  47 septenary  staff  1598  3 27 11:40 docs
drwxr-xr-x   5 septenary  staff   170  5 21 17:05 extras
drwxr-xr-x  13 septenary  staff   442  7 28 12:08 platform-tools
drwxrwxr-x@  7 septenary  staff   238  5 29 10:50 platforms
drwxr-xr-x   5 septenary  staff   170  5 29 10:51 samples
drwxr-xr-x   5 septenary  staff   170  4  1 20:22 sources
drwxr-xr-x   4 septenary  staff   136  3 27 11:27 system-images
drwxr-xr-x   4 septenary  staff   136  6 10 14:43 temp
drwxr-xr-x  30 septenary  staff  1020  5 29 10:50 tools

第一列由 d rwx rwx rwx 这种形式构成, d 标识文件夹，rwx 代表用户或用户组的 read write excute 权限，其中

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r=4; // 0100
w=2; // 0010
x=1; // 0001

如果想要更改 Readme.txt 文件 为可写、可读、可执行，键入

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chmod 777 ./Readme.txt

此处的 777 即为 r + w + x ,用二进制运算表示 就是 0100 | 0010 | 0001

变量置换

有变量 a = 4; b = 7 , 将 a,b 值互换，通常这么写:

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int a = 4;
int b = 7;
int temp = a;
a = b;
b = temp;

利用 异或^ 运算可以这么写

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int a = 4;
int b = 7;
a^=b;
b^=a;
a^=b;

这种方式省去了 temp 32个字节的内存消耗，且计算更快

参考: Bitwise Operators and Bit Masks