位标志

 

由于有读者对《C#程序设计基础教程与实训》214页的那个例子无法理解，所以专门写一篇文章对位标志进行讲解，希望可以对初学者有一些帮助。要理解这篇文章，首先要知道什么是位运算，什么是二进制，这些是计算机一级的内容，我不打算在这里讲解。如果有不懂的请上网用Google了解或查找相关书籍了解，写这篇文章的目的在于让你知道为什么要使用位运算，使用它会带来什么好处。

我们首先从一个问题着手：如果你正在编写一个课程管理系统，你会以什么样的形式来表示你今天哪些节有课哪些节没课呢？比如一天有12节课，如下图所示

 

可能大家会问，为什么只是记录哪些节有课，哪些节没课呢？这样的信息有什么作用呢？当然有用，比如你要查找某同学今天上午1、2节是否有课，又比如在排课系统中，把某门课排到星期二下午6、7节，首先就要确定这两节课是否已经分配给了其他课程。。。。。。

我想大部分人最初能想到的就是使用一个bool数组来表示它（这大部分人当中当然也包括我自己），使用代码来表示就是下面这个样子：

bool[] arrCourse = new bool[13];

arrCourse[5]=true;

arrCourse[6]=true;

好！恭喜你，有了一个很不错的开始，很好地完成了任务，以上代码执行完的结果如下图所示：

 

在数组中，当元素值为T时，表明这一节有课，为F时，表明这一节没课。现在感觉相当良好，现在可以开始排课了。比如我们现在需要在某天排入某门课，这一天现在的课程状态如下图所示：

 

如果我们要把这门课排到第1、2节，就需要做出如下判断

if(arrCourse[0]==false && arrCourse[1]==false)

如果我们需要把排到1、2、3节，就需要做出如下判断

if(arrCourse[0]==false && arrCourse[1]==false && arrCourse[2]==false)

如果需要把课排到1~5节或1~13节。。。！现在有点晕了，怎么这么麻烦啊！当然，你要是真的这么写程序那就是真的有点麻烦了，这样的判断应该借助循环。但无论怎么样，判断的次数是不能减少的，这样的数据结构也不能让人满意。是否有更好的解决方案呢？

好！我们尝试把F变为0，T变为1，看看效果怎么样：

 

这幅图表示的不是一个二进制数吗？用计算器来转换一下，它就是十进制的902。哈哈！真是天才的想法，用一个整数就可以表示这一天的上课状态了。现在我要把新课排在1、2节只需要把902跟二进制的（110000000000）也就是十进制的3072进行“与”运算（902 & 3072）就OK了，结果为0，表明可以排进去，结果不为0表明1、2节至少有一节已排入其他课了。

如果要排入的是下午6、7节，只需跟二进制（000001100000）也就是十进制的96进行“与”运算。现在不再需要进行多次判断，只需一次运算，判断结果是否为0就解决了所有问题。

现在大家应该明白位运算有多好了吧！Windows中存在着大量的位标志，如果曾经使用Windows API进行编程应该对此有很深的体会。举个例子：假设Windows字体存在以下几种样式：加粗，斜体，下划线。一个字体即可以同时拥有以上三种样式，也可以只拥有一种样式，或拥有其中任意两种样式，或者干脆一种都没有。如何表示字体的样式呢？当然最佳的方案就是使用位标志。如用第一个位表示字体是否加精，第二、三个位分别表示是否是斜体和下划线，如下图所示：

 

当位标志为：010------（十进制的2）时，表示这个字体只有斜体这种样式

当位标志为：011------（十进制的3）时，表示这个字体为粗体，同时又是斜体

。。。。。。。

所以当你要把某行字变为粗体时，只需让它跟二进制的（001）进行“或”运算就行了

把某行字变为斜体时，只需让它跟二进制的（010）进行“或”运算

把某行字变为带下划线时，只需让它跟二进制的（100）进行“或”运算

 

如果要把粗体去掉呢？只需把001求补变为110，然后跟位标志进行“与”运算就行了

把某行字的斜体去掉，只需把010求补变为101，然后跟位标志进行“与”运算就行了

把某行字的下划线去掉，只需把100求补变为011，然后跟位标志进行“与”运算就行了

 

好，现在你应该理解了课本216页的那些古怪代码了吧！当然，字体样式不止这些，加粗是否放在第一个位我也不知道，但道理就是这样的。如果还不明白，请先把位运算学好了再来看这篇文章。课本的第四章也对几个位运算符&，|，~做了详细的讲解。