位運算的應用

日常都不多用到位運算，這裏介紹一種jdk使用位運算的小案例。它是用位運算來優化一個類所佔的大小。下面介紹：

• 什麼狀況下，符合這種優化條件；
• 用具體的例子來介紹；

優化狀況

假設一個類須要有不少boolean類型得屬性，若是直接用boolean類型，那麼這個類會在內存中佔用很大空間。一般狀況下，一個boolean類型屬性會佔4個字節。但這不是必定得，JAVA得boolean屬性佔用字節不必定。這時候，使用多個boolean類型的屬性就佔用不少內存。

在這種狀況下，可使用字節得0、1來表明true、false。使用位運算來獲取、設置boolean屬性得值。好比說：咱們可使用int來存儲32個boolean屬性，這樣就會節省大量的內存。

JDK中有具體得例子，如java.lang.reflect.Modifier

具體例子

假設一個貓有三個屬性：cute、fat、white，其取值只有倆種true、false。如今用int的後面三個位來存儲這三個類型的值。
即：在int最後一個位做爲cute屬性得值；倒數第二位做爲fat屬性得值；倒數第三位做爲white屬性得值。

一、建立int屬性得值，做爲存儲這三個屬性得屬性值

public class Cat {
    // 存儲三個boolean屬性得值
    private int properties = 0;
}

二、設置三個int屬性做爲三個屬性都爲true；這是爲了後期方便設置值

public class Cat {
    private static int CUTE = 0x1;
    private static int FAT = 0x2;
    private static int WHITE = 0x4;
    private int properties = 0;
}

三、以cute屬性的獲取、設置
（1）獲取值的時候
指獲取properties屬性的最後一位的值，須要注意的是獲取最後一位值得時候，不能影響其餘位得值！！！

/**
     * 這隻貓萌嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否萌的結果
     *
     * @return 萌則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isCute() {
        return (properties & Cat.CUTE) != 0;
    }

使用與運算得時候，其餘位不受影響；最後一位也是取決於properties最後一位得值

（2）設置值的時候
在設置properties屬性得最後一位得值，須要注意得是設置最後一位的值的時候，不能影響其餘位得值！！！

/**
     * 使用位運算設置貓咪萌的屬性
     *
     * @param cute true爲萌，false爲不萌
     */
    public void setCute(boolean cute) {
        if (cute == true){
            properties = properties | Cat.CUTE;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.CUTE);
        }
    }

四、設置其餘屬性

/**
     * 使用位運算設置貓咪胖的屬性
     *
     * @param fat true爲胖，false爲不胖
     */
    public void setFat(boolean fat) {
        if (fat){
            properties = properties | Cat.FAT;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.FAT);
        }
    }

    /**
     * 這隻貓胖嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否胖的結果
     *
     * @return 胖則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isFat() {
        return (properties & Cat.FAT) != 0;
    }

    /**
     * 使用位運算設置貓咪白的屬性
     *
     * @param white true爲白，false爲不白
     */
    public void setWhite(boolean white) {
        if (white){
            properties = properties | Cat.WHITE;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.WHITE);
        }
    }

    /**
     * 這隻貓白嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否白的結果
     *
     * @return 白則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isWhite() {
        return (properties & Cat.WHITE) != 0;
    }

總結

通常狀況下，獲取值使用&；設置值使用|、~和&。關鍵就是在使用位運算的時候，隻影響指定位置的值，其餘位置的值不能改變。完整代碼以下：

public class Cat {
    private static int CUTE = 0x1;
    private static int FAT = 0x2;
    private static int WHITE = 0x4;
    private int properties = 0;

    /**
     * 使用位運算設置貓咪萌的屬性
     *
     * @param cute true爲萌，false爲不萌
     */
    public void setCute(boolean cute) {
        if (cute == true){
            properties = properties | Cat.CUTE;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.CUTE);
        }
    }

    /**
     * 這隻貓萌嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否萌的結果
     *
     * @return 萌則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isCute() {
        return (properties & Cat.CUTE) != 0;
    }

    /**
     * 使用位運算設置貓咪胖的屬性
     *
     * @param fat true爲胖，false爲不胖
     */
    public void setFat(boolean fat) {
        if (fat){
            properties = properties | Cat.FAT;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.FAT);
        }
    }

    /**
     * 這隻貓胖嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否胖的結果
     *
     * @return 胖則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isFat() {
        return (properties & Cat.FAT) != 0;
    }

    /**
     * 使用位運算設置貓咪白的屬性
     *
     * @param white true爲白，false爲不白
     */
    public void setWhite(boolean white) {
        if (white){
            properties = properties | Cat.WHITE;
        } else {
            properties = properties & (~Cat.WHITE);
        }
    }

    /**
     * 這隻貓白嗎？請在此處使用位運算讀取properties，獲得貓是否白的結果
     *
     * @return 白則返回true，不然返回false
     */
    public boolean isWhite() {
        return (properties & Cat.WHITE) != 0;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        cat.setCute(true);
        cat.setFat(true);
        cat.setWhite(false);
        System.out.println("這隻貓萌嗎：" + cat.isCute());
        System.out.println("這隻貓胖嗎：" + cat.isFat());
        System.out.println("這隻貓白嗎：" + cat.isWhite());
    }
}

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位運算的一些坑

交換倆個值得功能能夠用位運算這種騷操做完成。好比：

public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        int[] arr = {1,2};
        main.test(0,1,arr);
    }

    public void test(int a, int b, int[] arr){
        arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
        arr[b] = arr[a] ^ arr[b];
        arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[2,1]
    }

但這裏有個坑，若是你傳得倆個地址是同樣得話，就會出錯：

public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        int[] arr = {1,2};
        main.test(0,0,arr);
    }

    public void test(int a, int b, int[] arr){
        arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
        arr[b] = arr[a] ^ arr[b];
        arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[0,1]
    }