【轉】Cocoa中的位與位運算

轉自：http://www.tuicool.com/articles/niEVjy

介紹

位操做是程序設計中對位模式或二進制數的一元和二元操做. 在許多古老的微處理器上, 位運算比加減運算略快, 一般位運算比乘除法運算要快不少. 在現代架構中, 狀況並不是如此:位運算的運算速度一般與加法運算相同(仍然快於乘法運算).（摘自wikipedia）

OC做爲c的擴展和超集，位運算天然使用的是c的操做符。c提供了6個位操做符，$，|，^，~，<<，>>。本文不打算作位運算的基礎教學，只介紹一些開發中能用到的場景。

提升運算速度

如前一段所說，位運算的運算速度是一般與加法速度至關，可是快於乘法運算的。故而若是咱們的程序對性能有要求，咱們可使用位運算來提升運算速度。好比：

• 乘以2：n << 1;
• 除以2：n >> 1;
• 乘以2的m次方：n << m;
• 除以2的m次方：n >> m;
• 判斷奇偶：(n & 1) == 1;
• 求平均數：(a + b) >> 1;
• ……

基於乘除法的位運算提速還有不少，這裏不一一列舉。須要注意的是，你應當只在遇到性能瓶頸的時候，而且瓶頸的確是計算的時候才這麼作。由於使用位運算並不利於程序的可讀性和可維護性。（科學計算除外）

壓縮空間

之前接觸過ACM的筒子們應該對狀態壓縮不陌生，狀態壓縮的目的在於把一個大數據用有限的內存空間來進行表示。好比 Programming Pearls 裏面的一個經典示例：如何對最多有一千萬條不重複的7位整數（電話號碼）進行排序？且可以使用的內存空間有大約1MB多。

顯而易見的常規作法既是作一個基於磁盤操做的外排序。然而若是轉換一下思路，充分的使用內存中的每個位，加上不存在重複的電話號碼，以及不存在0和1開頭的電話號碼。咱們只須要使用1000萬個位（大約1.2mb），就能以集合的方式在內存裏標記下全部的數據，從而輕鬆的實現位排序。此種方法大幅度的減小了IO時間，從而得到巨大的性能提高。

ACM裏面有大量的若是使用位來壓縮空間的示例，狀態壓縮的動態規劃等，此處不作展開，只告訴讀者，充分的使用內存的每個位，常常能帶來意想不到的收穫。但須要注意的是，狀態的壓縮和提取，都須要必定的計算量，有時一味的追求狀態壓縮，反而會下降效率。

表示數據

比較經典的一個應用場景，使用一串24位的十六機制數字來表現一個RGB顏色（或者32位來表示ARGB）。因爲PS，Web以及各種取色器，都能快速的取出RGB的Hex值，可是UIColor沒有對應的方法。故而咱們能夠寫出下面這樣一個UIColor的Category，來快速的用一個RGBHex生成一個UIColor。（源碼在 UIColor + CYHelper.h ）

+ (UIColor *)colorWithRGBHex:(UInt32)hex { return [UIColor colorWithRGBHex:hex alpha:1.0f]; } + (UIColor *)colorWithRGBHex:(UInt32)hex alpha:(CGFloat)alpha { int r = (hex >> 16) & 0xFF; int g = (hex >> 8) & 0xFF; int b = (hex) & 0xFF; return [UIColor colorWithRed:r / 255.0f green:g / 255.0f blue:b / 255.0f alpha:alpha]; } 

狀態與選項

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIViewAnimationOptions) {
    UIViewAnimationOptionLayoutSubviews            = 1 << 0, UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction = 1 << 1, // turn on user interaction while animating UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState = 1 << 2, // start all views from current value, not initial value UIViewAnimationOptionRepeat = 1 << 3, // repeat animation indefinitely UIViewAnimationOptionAutoreverse = 1 << 4, // if repeat, run animation back and forth UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration = 1 << 5, // ignore nested duration UIViewAnimationOptionOverrideInheritedCurve = 1 << 6, // ignore nested curve UIViewAnimationOptionAllowAnimatedContent = 1 << 7, // animate contents (applies to transitions only) UIViewAnimationOptionShowHideTransitionViews = 1 << 8, // flip to/from hidden state instead of adding/removing UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions = 1 << 9, // do not inherit any options or animation type UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut = 0 << 16, // default UIViewAnimationOptionCurveEaseIn = 1 << 16, UIViewAnimationOptionCurveEaseOut = 2 << 16, UIViewAnimationOptionCurveLinear = 3 << 16, UIViewAnimationOptionTransitionNone = 0 << 20, // default UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft = 1 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight = 2 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionCurlUp = 3 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionCurlDown = 4 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve = 5 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop = 6 << 20, UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom = 7 << 20, } NS_ENUM_AVAILABLE_IOS(4_0); 

咱們觀察Apple在UIViewAnimationOptions的枚舉變量，使用了一個NSUInteger就表示了UIViewAnimation所需的全部Option。其中0~9十個是互不影響的可同時存在option。16~19，20~24使用了4位來表示互斥的option。

如此定義了以後，對UIViewAnimationOptions的賦值變得尤其簡單，使用 | 操做符既能夠得到一個給對應的option位賦值後的結果。例如：

[UIView animateWithDuration:1.0 delay:0 options:UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction | UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState | UIViewAnimationOptionCurveEaseIn animations:{...} completion:{...}]; 

提取也比較簡單，使用 & 操做符 和 >> 操做符，就能夠輕鬆斷定某個位有沒有被設置，以及提取某些狀態位，例如：

UIViewAnimationOptions option = UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction
                                | UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState
                                | UIViewAnimationOptionCurveEaseIn
                                | UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve;

if (option & UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction) { NSLog(@"UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction has been set"); } if (option & UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState) { NSLog(@"UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState has been set"); } UInt8 optionCurve = option >> 16 & 0xf; if (optionCurve == 1) { NSLog(@"UIViewAnimationOptionCurveEaseIn has been set"); } UInt8 optionTransition = option >> 20 & 0xf; if (optionTransition == 5) { NSLog(@"UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve has been set"); } 

這裏最須要注意的地方就是，對互斥的狀態的設置必須尤其當心，若是你這麼寫：

UIViewAnimationOptions badOption = UIViewAnimationOptionCurveEaseIn | UIViewAnimationOptionCurveEaseOut;
UInt8 oops = badOption >> 16 & 0xf; NSLog(@"Sorry, it's not UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut"); NSLog(@"oops = %d, you got UIViewAnimationOptionCurveLinear", oops); 

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