Java并发编程---位运算

前言：

在我们浏览JDK源码的时候，我们不难发现它运用了许多的位运算。虽然表面上加大了阅读的难度，但它的运行效率更高，而且减少了许多变量的定义。下面我们就简单地了解一下位运算，并以一个实际例子阐述一下它的实际应用。

位运算：

位与 &
1 & 1 =1
1 & 0 =0
0 & 0 = 0
位或 |
1 | 1 =1
1 | 0 =1
0 | 0 =0
位非 ~
~1 = 0
~ 0 = 1
位异或 ^
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 =1
0 ^ 0 = 0
有符号左移 <<
有符号右移 >>
(规则：符号位不变，正数高位补1，负数高位补0)
无符号右移：>>>
（规则：高位都补0）
取模操作：
a % (2 ^ n ) 等价于 a & (2 ^ n -1)

简单的代码示例：

package 位运算;


public class InToBinary {
    public static void main(String[] args) {

        int data = 4;
        System.out.println("the "+data+" is "+Integer.toBinaryString(data));

        //位与 & (1&1=1 1&0=0 0&0=0)
        System.out.println("the 4 is "+Integer.toBinaryString(4));
        System.out.println("the 6 is "+Integer.toBinaryString(6));
        System.out.println("the 4&6 is "+Integer.toBinaryString(4&6));
        //位或 | (1|1=1 1|0=1 0|0=0)
        System.out.println("the 4|6 is "+Integer.toBinaryString(4|6));
        //位非 ~ (~1=0  ~0=1)
        System.out.println("the ~4 is "+Integer.toBinaryString(~4));
        //位异或 ^ (1^1=0 1^0=1 0^0=0)
        System.out.println("the 4^6 is "+Integer.toBinaryString(4^6));

        //取摸的操作 a % (2^n) 等价于 a & (2^n-1)
        System.out.println("the 345 % 16 is "+(345%16)+
        " or "+(345&(16-1)));
    }
}

结果展示：
在这里插入图片描述

经过上面的例子，我们只能初步了解它的运算规则，可有人就会问了，它在我们实际生活中有什么应用呢？

在实际应用中，用户的权限设置难免少不了对数据的增删查改，可能在还不了解位运算时，我们最常使用的是使用几个标志位进行判断，可当我们权限增多时，我们就得不断地定义标志位，这样会使我们的程序代码变得相当累赘，而如果使用了位运算进行标识的话，我们的标志位会大大缩减，只需用一个int型的二进制位（能表示32种权限）来表示，每位二进制位表示一种权限，这样我们就大大简化了代码数量，也极大地优化了我们进行权限判断等步骤。（在实际电商的应用中使用二进制位来表示不同商品的属性非常常见）

简单的代码示例：[我们一开始设置它拥有增删改查的所有权限，然后使用删除权限（删除了可删除和可插入的权限), 然后判断修改后我们相关权限是否拥有。]

package 位运算;

/**
 * 权限的设置
 */
public class Permission {

    //是否允许查询，二进制第一位，0表示否，1表示是
    public static final int ALLOW_SELECT = 1 << 0; //0001 = 1
    //是否允许新增，二进制第二位，0表示否，1表示是
    public static final int ALLOW_INSERT = 1 << 1; //0010 = 2
    //是否允许修改，二进制第三位，0表示否，1表示是
    public static final int ALLOW_UPDATE = 1 << 2; //0100 = 4
    //是否允许删除，二进制第四位，0表示否，1表示是
    public static final int ALLOW_DELETE = 1 << 3; //1000 = 8

    //存储目前大的权限状态
    private int flag;

    //设置用户权限
    public void setPer(int per){
        flag = per;
    }
    //增加用户权限(1个或者多个)
    public void enable(int per){
        flag = flag|per;
    }
    //删除用户的权限(1个或者多个)
    public void disable(int per){
        flag = flag&~per;
    }
    //判断用户的权限
    public boolean isAllow(int per){
        return ((flag & per) == per);
    }
    //判断用户没有的权限
    public boolean isNotAllow(int per){
        return ((flag & per) ==0);
    }
   //我们一开始设置它拥有增删改查的所有权限，然后使用删除权限（删除了可删除和可插入的权限）
   //然后判断修改后我们相关权限是否拥有
    public static void main(String[] args) {
        int flag = 15;
        Permission permission = new Permission();
        permission.setPer(flag);
        permission.disable(ALLOW_DELETE|ALLOW_INSERT);
        System.out.println("select = "+permission.isAllow(ALLOW_SELECT));
        System.out.println("insert = "+permission.isAllow(ALLOW_INSERT));
        System.out.println("update = "+permission.isAllow(ALLOW_UPDATE));
        System.out.println("delete = "+permission.isAllow(ALLOW_DELETE));
    }
}

结果展示
在这里插入图片描述
总结：位运算不仅在JDK的源码中到处可见，在我们设计相关用户权限和商品属性也是非常常见的，所以我们只要了解相关的运算规则，再以简单的例子做辅助，在以后的应用设计中，我们就会得心应手了。

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