学习工作中很少用过位操作，但是偶尔阅读一些源码时会看到使用位运算（因为直接使用位运算符效率更高），每次看到这些位运算时都需要查阅资料，为了更好的阅读源码那就好好学习一下吧，顺便把学习的东西记下来。
什么是位运算
所谓位运算，就是对一个比特（Bit）位进行操作。比特（Bit）是一个电子元器件，8个比特构成一个字节（Byte），它已经是粒度最小的可操作单元了。 一个比特（Bit）位只有 0 和 1 两个取值。
C语言中不能直接使用二进制，位运算符两边的操作数可以是十进制、八进制、十六进制，它们在内存中最终都是以二进制形式存储。
C语言提供了六种位运算符：
运算符 & | ^ ~ << >> 说明 按位与 按位或 按位异或 取反 左移 右移
按位与运算（&）
参与&运算的两个位都为 1 时，结果才为 1，否则为 0。例如1&1为 1，0&0为 0，1&0也为 0，这和逻辑运算符&&非常类似。
常用场景： 按位与运算通常用来对某些位清 0，或者保留某些位。例如要把 n 的高 16 位清 0 ，保留低 16 位，可以进行n & 0XFFFF运算（0XFFFF 在内存中的存储形式为 0000 0000 – 0000 0000 – 1111 1111 – 1111 1111）。
清零（将一个单元与0进行位与运算结果为零） 取一个数指定位为0（例如置X=1010 1101的高四位置0， 则将X & 0xF得到0000 1101）。 判断奇偶性：用if ((a & 1) == 0) 代替 if (a % 2 == 0)来判断a是不是偶数。
按位或运算（|）
参与|运算的两个二进制位有一个为 1 时，结果就为 1，两个都为 0 时结果才为 0。例如1|1为1，0|0为0，1|0为1，这和逻辑运算中的||非常类似。
常用场景：按位或运算可以用来将某些位置 1，或者保留某些位。例如要把 n 的高 16 位置 1，保留低 16 位，可以进行n | 0XFFFF0000运算（0XFFFF0000 在内存中的存储形式为 1111 1111 – 1111 1111 – 0000 0000 – 0000 0000）。
取一个数指定位位1（例如将X=1010 1010的低四位置1，则将X |0xF得到1010 1111）。
并集：在Windows中常用h或运算实现并集操作，例如：
代码语言：javascript复制// 按钮的宏：
#define MB_OK 0x00000000L
#define MB_OKCANCEL 0x00000001L
#define MB_ABORTRETRYIGNORE 0x00000002L
#define MB_YESNOCANCEL 0x00000003L
#define MB_YESNO 0x00000004L
#define MB_RETRYCANCEL 0x00000005L
// 图标的宏
#define MB_ICONHAND 0x00000010L
#define MB_ICONQUESTION 0x00000020L
#define MB_ICONEXCLAMATION 0x00000030L
#define MB_ICONASTERISK 0x00000040L
// 希望同时定义按钮和图标的样式，可以使用或运算|
MessageBox(
NULL,
TEXT("你好，欢迎来到C语言中文网！"),
TEXT("Welcome"),
MB_OKCANCEL | MB_ICONINFORMATION
);按钮都是用十六进制的第1位（二进制前4位）来表示，图标都是使用十六进制第2位（二进制第5~8位）来表示，进行或运算，每个位都不会改变。 Windows 通过检测第1位的值来确定按钮的样式，检测第2位的值来确定图标样式。
按位异或运算（^）
参与^运算两个二进制位不同时，结果为 1，相同时结果为 0。例如0^1为1，0^0为0，1^1为0。
常用场景：按位异或运算可以用来将某些二进制位反转。例如要把 n 的高 16 位反转，保留低 16 位，可以进行n ^ 0XFFFF0000运算（0XFFFF0000 在内存中的存储形式为 1111 1111 – 1111 1111 – 0000 0000 – 0000 0000）。
使特定位翻转找一个数，对应X要翻转的各位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X对应位异或即可。 例：X=10101110，使X低4位翻转，用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。
与0异或得到原值 例：X=10101110，用X^0=10101110
使用 ^ 位运算符交换两个数：
// 临时变量 int t = a; a = b; b = t;
// 使用 ^ 位运算符 a ^= b; b ^= a; a ^= b;
取反运算（~）
取反运算符~为单目运算符，右结合性，作用是对参与运算的二进制位取反。例如~1为0，~0为1，这和逻辑运算中的!非常类似。。
常用场景：
求相反数： ~a 1
左移运算（<<）
左移运算符<<用来把操作数的各个二进制位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0。
常用场景： 乘以 2 的 n 次方
左移常被用来做 * (2 ^ n)的运算，因为直接基于二进制运算，所以左移效率比 * (2 ^ n)高。
右移运算（>>）
右移运算符>>用来把操作数的各个二进制位全部右移若干位，低位丢弃，高位补 0 或 1。如果数据的最高位是 0，那么就补 0；如果最高位是 1，那么就补 1。
常用场景： 除以 2 的 n 次方
右移常被用来做 / (2 ^ n)的运算，因为直接基于二进制运算，所以右移效率比 / (2 ^ n)高。
二、记录多个状态值
看看2的n次方的二进制打印结果：
代码语言：javascript复制 public static void main(String[] args) {
int[] nPowers = {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128};
for (int n = 0; n < nPowers.length; n ) {
String binaryString = String.format("%8s",
Integer.toBinaryString(nPowers[n])).replace(' ', '0');
String nPower = String.format("%3s", nPowers[n]);
System.out.println("n" n ":" nPower "=" binaryString);
}
}结果发现 2 的n-1次幂的二进制的规律：从二进制低位开始的第n为 1 位，其他都是 0 。
（n从1开始）
代码语言：javascript复制n0: 1=00000001
n1: 2=00000010
n2: 4=00000100
n3: 8=00001000
n4: 16=00010000
n5: 32=00100000
n6: 64=01000000
n7:128=10000000例如默认状态是0，当我们要保存状态时，直接用 | 运算用来第n位置 1即可。
1）增加1的状态，结果status=1；
00000000
00000001
-----------
00000001 = 1
2）增加记录状态值为2的状态：
00000001
00000010
-----------
00000011 = 3
这样当前状态值就记录了两个状态：1，2.
3）清除某个状态为2:
00000011
00000010
-----------
00000001=1
看看订单有多个状态：
1、订单操作状态：新增、支付中、未支付取消、支付完成、取消订单退款。
2、支付状态：预支付(点击支付按钮后)、支付回调开始、支付回调完成、支付回调失败。
3、退款状态：提交退款、请求支付方，退款完成、退款失败。
一般的做法是使用三个字段表示。
而使用一个字段表示：有些状态是可以并存的，比如：支付完成和退款完成，支付完成和退款失败。
各状态依次定义为2的n次方：
操作状态：新增1、支付中2、支付完成4、取消8
支付状态：预支付16、支付回调32、支付完成64、支付回调失败128
退款状态：提交退款256、请求支付方512、退款完成1024、退款失败2048。
具体逻辑：
1、只设置某个状态statusValue：
int orderStatus = statusValue
2、增加状态statusValue：
int orderStatus = orderStatus | statusValue;
3、清除某个状态statusValue：
int orderStatus = orderStatus & (~statusValue)
或者
int orderStatus = orderStatus ^ statusValue
4、判断 orderStatus是否包含statusValue状态：
orderStatus & statusValue) !=0 ;//true就包含
或者
(orderStatus | statusValue) ==orderStatus ;//true就包含
4、显示所有状态列表：
————————————————
代码语言：javascript复制public static List<OrderStatus> getByValue(int val) {
List<OrderStatus> list = new ArrayList<OrderStatus>();
if (val == 0) {
list.add(OrderStatus.NORM);
return list;
}
for (OrderStatus status : OrderStatus.values()) {
if (status.getValue() != 0 &&
((status.getValue() & val) == status.getValue())) {
list.add(att);
}
}
return list;
}通过位运算记录多状态的缺点是不好在数据库直接做查询。
比如要查询支付完成的订单(包括退款的订单)。 支付完成的状态值为64， 数据库不能直接查：
select * from order where status=64；
最好还是直接分开使用多字段存储。
三、多个权限设计
和上面类似：比如系统设置有n个权限，各权限依次定义为2的1-n次方：
添加：1、
修改：2、
删除：4、
查看：8 。
用户权限可以多选，选择时将权限值总计，应用时判断权限用按位或。
代码语言：javascript复制
int insert = 1;
int update = 2;
int delete = 4;
int select = 8;
//赋予权限
int userAuth = 0;
userAuth = userAuth | insert;
System.out.println("add operation permission:" userAuth);
userAuth = userAuth | select;
System.out.println("add operation permission:" userAuth);
// 判断权限
if ((userAuth | insert) == userAuth) {
System.out.println("111User has insert operation permission:" insert);
}
if ((userAuth | delete) == userAuth) {
System.out.println("User has delete operation permission:" delete);
}
if ((userAuth | update) == userAuth) {
System.out.println("User has update operation permission:" update);
}
if ((userAuth | select) == userAuth) {
System.out.println("User has select operation permission: " select);
}
