位运算符想必大家都听说过,那如何正确使用位运算呢?

今天,让我们来解决这样一个问题,用一个参数传递一组配置?

这并非是一个难题,学习过最基本的编程知识,我相信你会用 n 种方法来解决这个问题。

# 你可能的做法

配置项枚举类

/// <summary>
/// 配置项枚举
/// </summary>
enum Config
{
    Item1,
    Item2,
    Item3
}
/// <summary>
/// 显示配置信息
/// </summary>
/// <param name="configs"></param>
static void ShowConfigInfo(Config[] configs)
{
    foreach (var item in configs)
    {
        System.Console.WriteLine(item);
    }
}

上面的做法可能是大多数人的做法,通过传递一组数据,进行数据配置的传递。

# 使用位运算的做法

首先我们需要修改枚举类以适应我们的位运算。

enum Config
{
    Item1 = 1 << 0, //1 
    Item2 = 1 << 1, //2
    Item3 = 1 << 2 //4
}

修改 showConfigInfo 方法如下:

static void ShowConfigInfo (Config configs)
{
    if ((configs & Config.Item1) > 0)
    {
        System.Console.WriteLine ("configs 包含 {0}", Config.Item1);
    }
    if ((configs & Config.Item2) > 0)
    {
        System.Console.WriteLine ("configs 包含 {0}", Config.Item2);
    }
    if ((configs & Config.Item3) > 0)
    {
        System.Console.WriteLine ("configs 包含 {0}", Config.Item3);
    }
}

调用时,只需要使用 | 运算符即可传递一组配置

ShowConfigInfo (Config.Item1 | Config.Item3);

如上输入时输出:
configs 包含 Item1 configs 包含 Item3

# 分析

首先我们先来看一下二进制码

十进制二进制
1001
2010
3011
4100

观察上表我们可以发现, 2的次方代表的数字,在二进制中总是只有一个1
然后我们再来看一下上面用到的几个位运算。

# 按位或运算 |

| 运算表示将两个操作数的二进制码进行按位或运算, 一真则真
例如:

  • 我们计算 1|2 就是计算 001|010,结果为:011 也就是十进制 3。
  • 计算 2|3 就是计算 010|011,结果为:011 也是 3。
  • 计算 2|4 就是计算 010|100,结果为:110 十进制为 6

通过上面你应该可以发现,当我们将2个2的次方数进行|运算,其实就是将2者特有的标志位1 整合到一起。 这是 2 的次方数所特有的,使用这一特性我们就可以使用二进制位来存储配置。

# 按位或运算 &

& 运算表示将两个操作符的二进制进行按位与运算, 同真才为真,一假则假
例如:

  • 我们计算 1&2 就是计算 001&010,结果为: 000 也就是 0
  • 计算 2&3 就是计算 010&011, 结果为: 010 也就是 2
  • 计算 2&4 就是计算 010&100,结果为:000 也就是 0

我们发现,当我们将2个2的次方数进行&运算,其实就是将2者所特有的标志位1 全部置为0
使用这一特性我们就可以判断数据中是否存在某一指定位为 1。

# 使用 | 组合数据 & 解析数据

通过 | 我们可以将指定位置 1
通过 & 我们可以判断是否包含指定位 1

# 其他的位操作

除了 | 和 & 还有其他位操作,比如用于加密的异或 ^, 用于补码的~,用于移位的 <<和>> 等。
使用这些位操作还能实现其他非常有趣的功能。本文重点介绍 | 和 &,其他位运算不做详细说明。

# 总结

使用 | 和 & 能够很好的按位存储和解析数据,运算效率高,能避免重复配置项,非常巧妙也十分有用!

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