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Java位掩码控制权限与位运算符的示例分析

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1. java 位掩码

java 位掩码，在java开发中很少有场景会用到掩码，但是当系统中需要判断某个对象是否有 某些权限时，可以通过位掩码来做。

位掩码 主要通过位运算，例如与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)、移位(<<和>>)等来实现 权限判断功能。

1.1 简单介绍一下位运算符（计算均为二进制计算）

  • << : 左移运算符，num << 1,相当于num乘以2

  • >> : 右移运算符，num >> 1,相当于num除以2

  • >>> : 无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐

  • 异或(^ )： 一句话，相异为真 返回 boolean

  • 与(&)： 只有两位都为 1 则为真 ，0001 & 0101 也就是 0001

  • 或(|)： 只要两位有一位 为真则为真， 0001 | 0100，也就是0101

  • 非(~)： 对自身取反。

    注意 非运算比较特殊 引用网上大神的解释（如果看不懂就去翻翻计算机组成原理）在Java中，所有数据的表示方法都是以补码的形式表示，如果没有特殊说明，Java中的数据类型默认是int,int数据类型的长度是8位，一位是四个字节，就是32字节，32bit.
    比如：~37
    37 转为二进制是100101

    补码后为： 00000000 00000000 00000000 00100101
    取反为：   11111111 11111111 11111111 11011010

    因为高位是1，所以原码为负数，负数的补码是其绝对值的原码取反，末尾再加1。
    因此，我们可将这个二进制数的补码进行还原： 首先，末尾减1得反码：11111111 11111111 11111111 11011001 其次，将各位取反得原码：
00000000 00000000 00000000 00100110，此时二进制转原码为38
    所以~37 = -38.

2. 位掩码控制权限

假设 在一个系统中，用户有查询(Select)、新增(Insert)、修改(Update)、删除(Selete)四种权限使用掩码 来控制和判断这些权限。

代码实现：

package com.us.basics;
/**
 * Created by yangyibo on 17/12/11.
 * 使用位掩码的方式，只需要用一个大于或等于0且小于16的整数即可表示所有的16种权限的状态。
 */
public class BitMask {
  public static int ADD = 1 << 0; //1*2的0次方 的二进制 0001
  public static int DELETE = 1 << 1; //1*2的1次方 的二进制 0010
  public static int UPDATE = 1 << 2; //1*2的2次方 的二进制 0100
  public static int SELECT = 1 << 3; //1*2的3次方 的二进制 1000
  // 当前状态
  private int currentStatus;
  BitMask(int currentStatus) {
    this.currentStatus = currentStatus;
  }
  /**
   * 添加某个操作权限 通过或操作实现
   * @param more
   * @return
   */
  private BitMask append(int more) {
    currentStatus = currentStatus | more;
    return this;
  }
  /**
   * 除去某个操作权限 通过非操作 和 与操作共同实现
   * @param more
   * @return
   */
  private BitMask delete(int more) {
    // 如果非操作不好理解，可以理解为 减（－）操作也是可以的
    // currentStatus = currentStatus - more;
    currentStatus &= ~more;
    return this;
  }
  /**
   * 是否拥有某个权限 通过与运算判断
   * @param more
   * @return
   */
  private boolean isPermission(int more) {
    return (currentStatus & more) > 0 ;
  }
  public static void main(String[] args) {
    BitMask bk = new BitMask(BitMask.DELETE);
    //添加权限
    bk.append(BitMask.ADD).append(BitMask.UPDATE);
    bk.delete(BitMask.ADD);
    // 判断是否有 ADD 操作权限
    System.out.println(bk.isPermission(BitMask.ADD));
    test1();
  }
  /**
   * 测试与
   */
  public static void test1() {
    int a =5; //0101
    int b =6; //0110
    System.out.println(a&b); //输出为 0100 为 4
  }
  /**
   * 测试或
   */
  public static void test2() {
    int a =5; //0101
    int b =6; //0110
    System.out.println(a|b); // 输出为 0111 为 7
  }
  /**
   * 测试非 可以理解为从 a 中减去 b
   * ~5 取 5的补码，正数的补码 0101 ，为绝对值，其余位补零。然后取反 1010 ，最高位为 1 则为负数，然后取其补码，负数的补码是其绝对值的原码取反 0101 ，然后末尾+1 0110 所以为－6
   * 非操作比较绕，可以理解为绝对值＋1 并取负数
   */
  public static void test3() {
    int a =5; //0101
    System.out.println(~a); // 输出为 －6
  }
}

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本文名称：Java位掩码控制权限与位运算符的示例分析
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