Android中巧妙的位運算（Android原始碼中常見的一些flag的運算的理解）

yangxi_001發表於2017-01-04
Android原始碼
Android在編碼的時候經常使用到位運算，這裡以Intent的Flags為例。（檢視Intent說明文件）

首先通過檢視Flags的值，都是16進位制數值代表，且只使用一位並只為1|2|4|8 （與2的次方相關），例舉幾個原始碼中對應的值：
     public static final int FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK = 0x10000000;
     public static final int FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP = 0x20000000;
     public static final int FLAG_ACTIVITY_MULTIPLE_TASK = 0x08000000;

再來看看1|2|4|8分別對應的二進位制數：
1 ： 0001
2 ： 0010
4 ： 0100
8 ： 1000

注意：它們通過“或運算”可以組成1~15的數，並且不會出現兩種或兩種以上的相同情況。

在Android原始碼中,包括一些比較規範的原始碼中,通常會出現flag(我理解我標誌位)。

可以這麼認為:

    a&~b:  清除標誌位b;
    a|b:     新增標誌位b;
    a&b:    取出標誌位b;
    a^b:    取出a與b的不同部分;

一、通過Intent Flags對應的值，可以將多種標誌通過“或運算”來進行組合，
          以下程式碼是Intent新增標誌，使用到“或（|）”運算：
 1）
[java] view plain copy
  1. mIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK  
  2.                 | Intent.FLAG_ACTIVITY_RESET_TASK_IF_NEEDED  
  3.                 | Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP  
  4.                 );  

2）
[java] view plain copy
  1. event.mFlags |= FLAG_CANCELED | FLAG_CANCELED_LONG_PRESS;  

二、判斷Intent Flags是否包含某個標誌，通過“與運算”程式碼如下：
  1)  
[java] view plain copy
  1. if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0)｛  
  2.          //條件為真（即等於0），intent.getFlags()不包含NEW_TASK  
  3.     ...  
  4.     ｝  
 
  2)    
[java] view plain copy
  1. // 判斷該檢視是否為disable 狀態 這裡ENABLED_MASK的值與 DISABLED的值一樣  
  2.        if ((viewFlags & ENABLED_MASK) == DISABLED) {  
  3.     ...  
  4.        ｝  

  3)  
[java] view plain copy
  1. // 返回是否可點選  
  2.      return (((viewFlags & CLICKABLE) == CLICKABLE ||  
  3.                     (viewFlags & LONG_CLICKABLE) == LONG_CLICKABLE));  

三、清除某個值
 
[java] view plain copy
  1. mFlags &= ~FLAG_START_TRACKING;     // 清除mFlags中的FLAG_START_TRACKING  

四、取出新舊標記的不同部分

[java] view plain copy
 
  1. void setFlags(int flags, int mask) {  
  2.        int old = mViewFlags;//將標記賦值給old  
  3.        mViewFlags = (mViewFlags & ~mask) | (flags & mask);//mViewFlags清除mask後新增從flags中取出的mask標誌  
  4.   
  5.        int changed = mViewFlags ^ old;//取出新舊標記的不同部分。  
  6.        if (changed == 0) {  
  7.            return;  
  8.        }  

 
例子：
在原始碼View.java中：
[java] view plain copy
  1. ……  
  2.  private static final int PRESSED                = 0x00004000;  
  3.  int mPrivateFlags ;  
  4. ……  
  5.   
  6.   
  7.      public void setPressed(boolean pressed) {  
  8.         if (pressed) {  
  9.             mPrivateFlags |= PRESSED;     // 新增PRESSED狀態  
  10.         } else {  
  11.             mPrivateFlags &= ~PRESSED;    // 取消PRESSED狀態  
  12.         }  
  13.         refreshDrawableState();  
  14.         dispatchSetPressed(pressed);  
  15.     }  
 
附錄：

位運算主要是直接操控二進位制時使用 ，主要目的是節約記憶體，使你的程式速度更快，還有就是對記憶體要求苛刻的地方使用，以下是一牛人總結的方法，分享一下：

位運算應用口訣
清零取反要用與，某位置一可用或
若要取反和交換，輕輕鬆鬆用異或

移位運算 
要點 1 它們都是雙目運算子，兩個運算分量都是整形，結果也是整形。 
2 " < <" 左移：右邊空出的位上補0，左邊的位將從字頭擠掉，其值相當於乘2。 
3 ">>"右移：右邊的位被擠掉。對於左邊移出的空位，如果是正數則空位補0，若為負數，可能補0或補1，這取決於所用的計算機系統。 
4 ">>>"運算子，右邊的位被擠掉，對於左邊移出的空位一概補上0。 
位運算子的應用 (源運算元s 掩碼mask) 
(1) 按位與-- & 
1 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位為1，s=s&mask) 
2 取某數中指定位 (mask中特定位置1，其它位為0，s=s&mask) 
(2) 按位或-- | 
常用來將源運算元某些位置1，其它位不變。 (mask中特定位置1，其它位為0 s=s|mask) 
(3) 位異或-- ^ 
1 使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位為0 s=s^mask) 
2 不引入第三變數，交換兩個變數的值 (設 a=a1,b=b1) 
目 標 操 作 操作後狀態 
a=a1^b1 a=a^b a=a1^b1,b=b1 
b=a1^b1^b1 b=a^b a=a1^b1,b=a1 
a=b1^a1^a1 a=a^b a=b1,b=a1 
二進位制補碼運算公式： 
-x = ~x + 1 = ~(x-1) 
~x = -x-1 
-(~x) = x+1 
~(-x) = x-1 
x+y = x - ~y - 1 = (x|y)+(x&y) 
x-y = x + ~y + 1 = (x|~y)-(~x&y) 
x^y = (x|y)-(x&y) 
x|y = (x&~y)+y 
x&y = (~x|y)-~x 
x==y: ~(x-y|y-x) 
x!=y: x-y|y-x 
x < y: (x-y)^((x^y)&((x-y)^x)) 
x <=y: (x|~y)&((x^y)|~(y-x)) 
x < y: (~x&y)|((~x|y)&(x-y))//無符號x,y比較 
x <=y: (~x|y)&((x^y)|~(y-x))//無符號x,y比較 
應用舉例 
(1) 判斷int型變數a是奇數還是偶數 
a&1 = 0 偶數 
a&1 = 1 奇數 
(2) 取int型變數a的第k位 (k=0,1,2……sizeof(int))，即a>>k&1 
(3) 將int型變數a的第k位清0，即a=a&~(1 < <k) 
(4) 將int型變數a的第k位置1， 即a=a|(1 < <k) 
(5) int型變數迴圈左移k次，即a=a < <k|a>>16-k (設sizeof(int)=16) 
(6) int型變數a迴圈右移k次，即a=a>>k|a < <16-k (設sizeof(int)=16) 
(7)整數的平均值 
對於兩個整數x,y，如果用 (x+y)/2 求平均值，會產生溢位，因為 x+y 可能會大於INT_MAX，但是我們知道它們的平均值是肯定不會溢位的，我們用如下演算法： 
int average(int x, int y) //返回X,Y 的平均值 
{ 
return (x&y)+((x^y)>>1); 
} 
(8)判斷一個整數是不是2的冪,對於一個數 x >= 0，判斷他是不是2的冪 
boolean power2(int x) 
{ 
return ((x&(x-1))==0)&&(x!=0)； 
} 
(9)不用temp交換兩個整數 
void swap(int x , int y) 
{ 
x ^= y; 
y ^= x; 
x ^= y; 
} 
(10)計算絕對值 
int abs( int x ) 
{ 
int y ; 
y = x >> 31 ; 
return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y 
} 
(11)取模運算轉化成位運算 (在不產生溢位的情況下) 
a % (2^n) 等價於 a & (2^n - 1) 
(12)乘法運算轉化成位運算 (在不產生溢位的情況下) 
a * (2^n) 等價於 a < < n 
(13)除法運算轉化成位運算 (在不產生溢位的情況下) 
a / (2^n) 等價於 a>> n 
例: 12/8 == 12>>3 
(14) a % 2 等價於 a & 1 
(15) if (x == a) x= b; 
else x= a; 
等價於 x= a ^ b ^ x; 
(16) x 的 相反數 表示為 (~x+1) 


例項 

功能 | 示例 | 位運算 
----------------------+---------------------------+-------------------- 
去掉最後一位 | (101101->10110) | x >> 1 
在最後加一個0 | (101101->1011010) | x < < 1 
在最後加一個1 | (101101->1011011) | x < < 1+1 
把最後一位變成1 | (101100->101101) | x | 1 
把最後一位變成0 | (101101->101100) | x | 1-1 
最後一位取反 | (101101->101100) | x ^ 1 
把右數第k位變成1 | (101001->101101,k=3) | x | (1 < < (k-1)) 
把右數第k位變成0 | (101101->101001,k=3) | x & ~ (1 < < (k-1)) 
右數第k位取反 | (101001->101101,k=3) | x ^ (1 < < (k-1)) 
取末三位 | (1101101->101) | x & 7 
取末k位 | (1101101->1101,k=5) | x & ((1 < < k)-1) 

取右數第k位 | (1101101->1,k=4) | x >> (k-1) & 1 

把末k位變成1 | (101001->101111,k=4) | x | (1 < < k-1) 
末k位取反 | (101001->100110,k=4) | x ^ (1 < < k-1) 
把右邊連續的1變成0 | (100101111->100100000) | x & (x+1) 
把右起第一個0變成1 | (100101111->100111111) | x | (x+1) 
把右邊連續的0變成1 | (11011000->11011111) | x | (x-1) 
取右邊連續的1 | (100101111->1111) | (x ^ (x+1)) >> 1 
去掉右起第一個1的左邊 | (100101000->1000) | x & (x ^ (x-1)) 
判斷奇數 (x&1)==1 
判斷偶數 (x&1)==0 


移位運算子

    包括：
    “>> 右移”；“<< 左移”；“>>> 無符號右移”

例子：
-5>>3=-1
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
其結果與 Math.floor((double)-5/(2*2*2)) 完全相同。

-5<<3=-40
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 1000 
其結果與 -5*2*2*2 完全相同。

5>>3=0
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
其結果與 5/(2*2*2) 完全相同。

5<<3=40
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000
其結果與 5*2*2*2 完全相同。

-5>>>3=536870911      
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

無論正數、負數，它們的右移、左移、無符號右移 32 位都是其本身，比如 -5<<32=-5、-5>>32=-5、-5>>>32=-5。
一個有趣的現象是，把 1 左移 31 位再右移 31 位，其結果為 -1。
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111


位邏輯運算子

    包括：
    & 與；| 或；~ 非（也叫做求反）；^ 異或

    “& 與”、“| 或”、“~ 非”是基本邏輯運算，由此可以演變出“與非”、“或非”、“與或非”複合邏輯運算。“^ 異或”是一種特殊的邏輯運算，對它求反可以得到“同或”，所以“同或”邏輯也叫“異或非”邏輯。

例子：
5&3=1
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

-5&3=3
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

5|3=7
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

-5|3=-5
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

~5=-6
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010

~-5=4
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

5^3=6
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110

-5^3=-8
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000


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