四月已过大半,紧急补上一篇博客,本文将讲解二进制状态位在项目中的实战应用,技术原理很简单,就是利用二级制与位运算实现。这种方式的应用场景还是比较广泛,希望对你有用~

本文首发于个人博客:http://nullpointer.pw/binary-tag.html

前言


举个栗子,需要保存这些状态你会怎么设计表呢?

你可能会想,这很简单啊,针对一个开关加一个状态字段嘛~

呵呵真是太年轻,这样开发上线后,产品又要增加新的提醒方式,如图

难不成,再加状态字段?

可以发现,以上这种做法,在需求改动时就会很蛋疼,而且这只是提醒的开关设置,若有其他类型的开关设置就更加麻烦。

所以这里引入今天的主题,二进制状态位。

二进制与位运算

这样数据库只需要添加一个整数字段保存即可。使用2的次幂值代表一种状态,比如使用 1(2º) 代表开启站内提醒,2(2¹) 代表 开启邮件提醒,4(2²) 代表开启短信提醒等等,这样这个状态位字段只需要存储 6即可表示已开启这几项提醒。因为 6 与这几个状态值进行与运算时都等于状态值本身,如果不等于则为开启。

首先回顾一下二进制与位运算的基础知识

十进制 二进制
0 0000 0000
1 0000 0001
2 0000 0010
3 0000 0011
4 0000 0100
5 0000 0101
6 0000 0110
7 0000 0111

或运算:bit位上有1为1。例如:2 | 1 == 0000 0010 | 0000 0001 == 3
与运算:bit位都为1才为1。 例如 5 & 2 == 0000 0101 & 0000 0010 == 0

实际应用

以上文提醒开关为例:
现在打开 站内提醒,不打开右键提醒,打开短信提醒,最终的值的计算方法为:
1 | 4 = 5

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/**
* 计算状态位
* tags: 已有状态位
* value: 需要添加的状态值
*/
public static int addTag(int tags, int... values) {
for (int value : values) {
tags |= value;
}
return tags;
}

现在判断是否打开了站内提醒

5 & 1 == 0000 0101 & 0000 0001 == 1

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/**
* 是否包含状态位
* tags: 已有状态位
* value: 需要判断的状态值
*/
public static boolean hasTag(int tags, int value) {
return (tags & value) == value;
}

现在要关闭站内提醒

5 ^ 1 == 0000 0101 ^ 0000 0001 == 4

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/**
* 移除状态位
* tags: 已有状态位
* value: 需要移除的状态值
*/
public static int delTag(int tags, int value) {
if ((tags & value) != value) return tags;
return tags ^ value;
}

测试:

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public static void main(String[] args) {
int tag = addTag(0, 1, 4);
System.out.println(tag); // 5
System.out.println(hasTag(tag, 1)); // true
System.out.println(hasTag(tag, 2)); // false
System.out.println(hasTag(tag, 4)); // true
tag = delTag(tag, 4);
System.out.println(tag); // 1
System.out.println(hasTag(tag, 4)); // false
}

使用优化

在日常开发中,这些状态可以通过枚举值进行封装起来,方便使用。

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@Getter
public enum NotifyTypeEnum {
IN_MAIL(1, "站内信提醒", 1),
EMAIL(2, "邮件提醒", 2),
SMS(3, "短信提醒", 4),
;

// 枚举值
private Integer code;
// 枚举描述
private String desc;
// 状态位
private Integer tag;

NotifyTypeEnum(Integer code, String desc, Integer tag) {
this.code = code;
this.desc = desc;
this.tag = tag;
}

public boolean hasTag(int tags) {
return (tags & this.tag) == tag;
}

public static void main(String[] args) {
int tags = 5;
System.out.println(NotifyTypeEnum.IN_MAIL.hasTag(tags)); // true
System.out.println(NotifyTypeEnum.EMAIL.hasTag(tags)); // false
System.out.println(NotifyTypeEnum.SMS.hasTag(tags)); // true
}
}

参考