通过位运算，实现单字段标识多个状态位

可能经常有如下这种需求: 需要一张表,来记录学员课程的通过与否. 课程数量不确定,往往很多,且会有变动,随时可能新增一门课.

这种情况下,在设计表结构时,一门课对应一个字段,就有些不合适, 因为不知道课程的具体数量,也无法应对后期课程的增加.

考虑只用一个状态标志位,利用位运算,来标识多门课的通过或否.

这与Linux的文件权限思路一致

Linux文件和目录的权限

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设计及实现

• 左移（<<）:
• 右移（>>）:
• |（或运算）：只要当一方为 true 时，结果就是 true，否则为 false。 (有1就为1,全0才为0)
• &（与运算）：只有当两方都为 true 时，结果才是 true，否则为 false。(全1才为1,有0就为0)

对于正数和负数，左移一位就相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方

如xxxxxx<<2即左移2位,右边空出的位用0填补，高位左移溢出则舍弃该高位

步骤一:

如语文成绩率先出来,我们约定,以这个字段(记为attr)的第一位,来代表该学生语文有没有通过测评(0否1是)

<font color="#CD853F">attr为当前该属性字段的值(从数据库里取出来的值). index为约定的第几位来标识当前业务,index从0开始计数</font>

package main

import "fmt"

func main() {

    // 记录阶段
    //如果语文成绩测评通过,调一个写接口,初始attr值为0,约定的表示位置为第1位,又因为从0开始计数,故而index=0

    setRs := set(0, 0) //将attr字段的最新值,记录进数据库的attr字段



    // 查询阶段
    //当需要获知该学生的语文是否通过时. 查数据库,获取上面记录进的值(此时setRs即attr=1); 进而get方法,可知道是否通过(如果rs结果为1,则通过)
    rs := get(setRs, 0)
    _ = rs
}

func set(attr, index int) int {
    tmp := 1 << index
    // 1左移0位,即原地没动,还是1
    fmt.Printf("1 << index %d 值为%d:\n", index, tmp)
    // 1 | 0,或运算,有1就为1,故而setRs=1
    setRs := tmp | attr
    fmt.Println(setRs)
    
    return setRs
}

func get(attr, index int) int {
    tmp := attr >> index
    // 1右移0位,即原地不动,还是1
    fmt.Printf("attr %d >> index %d 值为 %d:\n", attr, index, tmp)
    // 0001 & 0001,与运算,全1才为1,故而为0001,即为十进制数1
    getRs := tmp & 1
    fmt.Println(getRs)

    return getRs
}

输出为:

1 << index 0 值为1:
1
attr 1 >> index 0 值为 1:
1

假设孙山语文及格, 张继语文落榜(则不调用写接口,只有通过才调),则二人当前attr的值为1和0.

这样就完成了语文科目的处理

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步骤二:

几天后数学测评结果也出来了,继续用attr,约定以这个字段的第二位,来代表该学生数学有没有通过测评(0否1是)

同样用之前的代码,

记录阶段:

package main

import "fmt"

func main() {

    // 记录阶段
    //如果数学成绩测评通过,调写接口,约定的表示位置为第1位,又因为从0开始计数,故而index=1
    // 对于孙山,从数据库取出其attr值,为1; 张继的attr值为0

    // 加入二人都通过了数学测评,都需调用如下写接口

    setRsSun := set(1, 1) //将attr字段的最新值,记录进数据库的attr字段
    fmt.Println("-----------")
    setRsZhang := set(0, 1)

}

func set(attr, index int) int {
    tmp := 1 << index
    // 1左移1位,即由"0001"变为"0010",即为十进制数2
    fmt.Printf("1 << index %d 值为%d:\n", index, tmp)
    // 对于语文通过带孙山,0010 | 0001,或运算,有1就为1,故而setRs=0011,即十进制数3
    // 对于语文未通过带张继,0010 | 0000,或运算,有1就为1,全0才为0, 故而setRs=0010,即十进制数2
    setRs := tmp | attr
    fmt.Println(setRs)
    
    return setRs
}

1 << index 1 值为2:
3
-----------
1 << index 1 值为2:
2

查询阶段:

package main

import "fmt"

func main() {


    // 查询阶段
    //当需要获知该学生的语文/数学是否通过时. 查数据库,获取其attr的值; 进而get方法,index字段为该科目约定的位置(语文为1,其index为0; 数学为2,其index为1),即可知道是否通过(如果rs结果为1,则通过)
    sunMath := get(setRsSun, 1) //setRsSun=3

    fmt.Println("-----------")
    zhangChinese := get(setRsZhang, 0)//setRsZhang=2


    fmt.Println("sunMath is:",sunMath)
    fmt.Println("zhangChinese is:",zhangChinese)
}


func get(attr, index int) int {
    tmp := attr >> index
   
    
    fmt.Printf("attr %d >> index %d 值为 %d:\n", attr, index, tmp)
    
    getRs := tmp & 1
    fmt.Println(getRs)

    return getRs
}

 // 对于孙山,十进制数3即二进制0011,右移1位,即0001,即十进制数1
attr 3 >> index 1 值为 1:
// 0001 & 0001,与运算,全1才为1,故而为1. 即孙山通过了数学
1
-----------
// 对于张继,十进制数2即二进制0010,右移0位,即原地不动,还是0010,十进制数2
attr 2 >> index 0 值为 2:
// 0010 & 0001,全1才为1,否则为0. 即张继没有通过语文
0

sunMath is: 1
zhangChinese is: 0

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步骤三:

过了几天,英语结果也出来了.假如孙山没通过,张继通过,爽哥三门都通过,则有

写入和读取过程同上

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步骤四:

假如现在第60个科目'信息技术'的测评出炉, 爽哥前面59门课程全部通过,则attr字段的值为$1\times2^{58}+1\times2^{57} ... + 1\times2^2 + 1\times2^1 + 1\times2^0$,

即 $288230376151711744 + 144115188075855872 ...+4+2+1 = 576460752303423487$

2的n次方对照表

第60门课'信息技术'也高分通过, 则对于最新的attr值,即 1 << index | attr,

即1 << 59 | 576460752303423487 = 1152921504606846975,将这个值计入数据库.

如需获取爽哥有无通过第60门课程,1152921504606846975 >> 59 & 1 = 1,即通过

如果将数据库这个attr字段设置为有符号的bigint类型,则最多可标识 60几个不同业务的状态

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更通用的代码:

func main(){

    index := uint8("约定的位置" - 1)
    attr := "来自数据库"

}

func SetAttrBit(attr int, index uint8) int {
    return 1 << index | attr
}


func GetAttrBit(attr int, index uint8) int {
    return attr >> index & 1
}

参考:

用位运算来标识状态

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番外

"光学电报"

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