Java位运算在程序设计中的使用：位掩码（BitMask）
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(Selete)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）。
一般情况下会想到用四个boolean类型变量来保存：
Permission.java
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;
public boolean isAllowSelect() {
return allowSelect;
}
public void setAllowSelect(boolean allowSelect) {
this.allowSelect = allowSelect;
}
public boolean isAllowInsert() {
return allowInsert;
}
public void setAllowInsert(boolean allowInsert) {
this.allowInsert = allowInsert;
}
public boolean isAllowDelete() {
return allowDelete;
}
public void setAllowDelete(boolean allowDelete) {
this.allowDelete = allowDelete;
}
public boolean isAllowUpdate() {
return allowUpdate;
}
public void setAllowUpdate(boolean allowUpdate) {
this.allowUpdate = allowUpdate;
}
}
上面用四个boolean类型变量来保存每种权限状态。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。
NewPermission.java
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;
}
}
NewPermission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：
| flag | 删除 | 修改 | 新增 | 查询 | |
| 1(0001) | 0 | 0 | 0 | 1 | 只允许查询（即等于ALLOW_SELECT） |
| 2(0010) | 0 | 0 | 1 | 0 | 只允许新增（即等于ALLOW_INSERT） |
| 4(0100) | 0 | 1 | 0 | 0 | 只允许修改（即等于ALLOW_UPDATE） |
| 8(1000) | 1 | 0 | 0 | 0 | 只允许删除（即等于ALLOW_DELETE） |
| 3(0011) | 0 | 0 | 1 | 1 | 只允许查询和新增 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 四项权限都不允许 |
| 15(1111) | 1 | 1 | 1 | 1 | 四项权限都允许 |
...等等，不一一列举。
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，用到了很多位运算，例如
public void enable(int permission) {
flag |= permission; // 相当于flag = flag | permission;
}
这个方法是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Permission类的话，就需要下面三行代码：
permission.setAllowInsert(true); permission.setAllowUpdate(true); permission.setAllowDelete(true);
其他方法不再一一解释。
下面对比Permission和NewPermission两种方式：
1.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);
2.判断是否允许Select和Insert、Update权限
Permission
if (permission.isAllowSelect() && permission.isAllowInsert() && permission.isAllowUpdate())
NewPermission
if (permission. isAllow (NewPermission.ALLOW_SELECT
| NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE))
3.判断是只否允许Select和Insert权限
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。
附：
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;
}
这里使用二进制位来表示是否有某个修饰符。具体使用方式可以去看我的另一篇博文： Java反射之如何判断类或变量、方法的修饰符(Modifier解析)
此外，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;
}
作者：叉叉哥 转载请注明出处： http://blog.csdn.net/xiao__gui/article/details/11701893