位运算的应用
平常都很少用到位运算,这里介绍一种jdk
使用位运算的小案例。它是用位运算来优化一个类所占的大小。下面介绍:
- 什么情况下,符合这种优化条件;
- 用具体的例子来介绍;
优化情况
假设一个类需要有很多boolean
类型得属性,如果直接用boolean
类型,那么这个类会在内存中占用很大空间。通常情况下,一个boolean
类型属性会占4个字节。但这不是一定得,JAVA得boolean属性占用字节不一定。这时候,使用多个boolean
类型的属性就占用很多内存。
在这种情况下,可以使用字节得0、1来代表true、false。使用位运算来获取、设置boolean属性得值。比如说:我们可以使用int
来存储32个boolean属性,这样就会节省大量的内存。
JDK
中有具体得例子,如java.lang.reflect.Modifier
具体例子
假设一个猫有三个属性:cute
、fat
、white
,其取值只有俩种true、false。现在用int的后面三个位来存储这三个类型的值。
即:在int
最后一个位作为cute
属性得值;倒数第二位作为fat
属性得值;倒数第三位作为white
属性得值。
1、创建int
属性得值,作为存储这三个属性得属性值
public class Cat {
// 存储三个boolean属性得值
private int properties = 0;
}
2、设置三个int
属性作为三个属性都为true;这是为了后期方便设置值
public class Cat {
private static int CUTE = 0x1;
private static int FAT = 0x2;
private static int WHITE = 0x4;
private int properties = 0;
}
3、以cute
属性的获取、设置
(1)获取值的时候
指获取properties
属性的最后一位的值,需要注意的是获取最后一位值得时候,不能影响其他位得值!!!
/**
* 这只猫萌吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否萌的结果
*
* @return 萌则返回true,否则返回false
*/
public boolean isCute() {
return (properties & Cat.CUTE) != 0;
}
使用与运算得时候,其他位不受影响;最后一位也是取决于
properties
最后一位得值
(2)设置值的时候
在设置properties
属性得最后一位得值,需要注意得是设置最后一位的值的时候,不能影响其他位得值!!!
/**
* 使用位运算设置猫咪萌的属性
*
* @param cute true为萌,false为不萌
*/
public void setCute(boolean cute) {
if (cute == true){
properties = properties | Cat.CUTE;
} else {
properties = properties & (~Cat.CUTE);
}
}
4、设置其他属性
/**
* 使用位运算设置猫咪胖的属性
*
* @param fat true为胖,false为不胖
*/
public void setFat(boolean fat) {
if (fat){
properties = properties | Cat.FAT;
} else {
properties = properties & (~Cat.FAT);
}
}
/**
* 这只猫胖吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否胖的结果
*
* @return 胖则返回true,否则返回false
*/
public boolean isFat() {
return (properties & Cat.FAT) != 0;
}
/**
* 使用位运算设置猫咪白的属性
*
* @param white true为白,false为不白
*/
public void setWhite(boolean white) {
if (white){
properties = properties | Cat.WHITE;
} else {
properties = properties & (~Cat.WHITE);
}
}
/**
* 这只猫白吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否白的结果
*
* @return 白则返回true,否则返回false
*/
public boolean isWhite() {
return (properties & Cat.WHITE) != 0;
}
总结
一般情况下,获取值使用&
;设置值使用|
、~
和&
。关键就是在使用位运算的时候,只影响指定位置的值,其他位置的值不能改变。完整代码如下:
public class Cat {
private static int CUTE = 0x1;
private static int FAT = 0x2;
private static int WHITE = 0x4;
private int properties = 0;
/**
* 使用位运算设置猫咪萌的属性
*
* @param cute true为萌,false为不萌
*/
public void setCute(boolean cute) {
if (cute == true){
properties = properties | Cat.CUTE;
} else {
properties = properties & (~Cat.CUTE);
}
}
/**
* 这只猫萌吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否萌的结果
*
* @return 萌则返回true,否则返回false
*/
public boolean isCute() {
return (properties & Cat.CUTE) != 0;
}
/**
* 使用位运算设置猫咪胖的属性
*
* @param fat true为胖,false为不胖
*/
public void setFat(boolean fat) {
if (fat){
properties = properties | Cat.FAT;
} else {
properties = properties & (~Cat.FAT);
}
}
/**
* 这只猫胖吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否胖的结果
*
* @return 胖则返回true,否则返回false
*/
public boolean isFat() {
return (properties & Cat.FAT) != 0;
}
/**
* 使用位运算设置猫咪白的属性
*
* @param white true为白,false为不白
*/
public void setWhite(boolean white) {
if (white){
properties = properties | Cat.WHITE;
} else {
properties = properties & (~Cat.WHITE);
}
}
/**
* 这只猫白吗?请在此处使用位运算读取properties,得到猫是否白的结果
*
* @return 白则返回true,否则返回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("这只猫萌吗:" + cat.isCute());
System.out.println("这只猫胖吗:" + cat.isFat());
System.out.println("这只猫白吗:" + cat.isWhite());
}
}
位运算的一些坑
交换俩个值得功能可以用位运算这种骚操作完成。比如:
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]
}
但这里有个坑,如果你传得俩个地址是一样得话,就会出错:
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]
}