Android中巧妙的位運算

按計劃每週更新一篇技術博文,第六篇:《Android中巧妙的位運算

Android在編碼的時候經常使用到位運算,這裏以Intent的Flags爲例。(查看Intent說明文檔

首先通過查看Flags的值,都是16進制數值代表,且只使用一位並只爲1|2|4|8 (與2的次方相關),例舉幾個源碼中對應的值:
     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。

     由這個特點,在程序中可以巧妙的使用,目前我發現Android源碼中常使用的幾個地方:

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,
          以下代碼是Intent添加標誌,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”代碼如下:

  1)  
[java] view plain copy
  1. if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0){  
  2.          //條件爲真(即等於0),intent.getFlags()不包含NEW_TASK  
  3.     ...  
  4.     }  

 
  2)    
[java] view plain copy
  1. // 判斷該視圖是否爲disable 狀態 這裏ENABLED_MASK的值與 DISABLED的值一樣  
  2.        if ((viewFlags & ENABLED_MASK) == DISABLED) {  
  3.     ...  
  4.        }  


  3)  
[java] view plain copy
  1. // 返回是否可點擊  
  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  


 
例子:
在源碼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;     // 添加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制時使用 ,主要目的是節約內存,使你的程序速度更快,還有就是對內存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 它們都是雙目運算符,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,若爲負數,可能補0或補1,這取決於所用的計算機系統。 
4 ">>>"運算符,右邊的位被擠掉,對於左邊移出的空位一概補上0。 
位運算符的應用 (源操作數s 掩碼mask) 
(1) 按位與-- & 
1 清零特定位 (mask中特定位置0,其它位爲1,s=s&mask) 
2 取某數中指定位 (mask中特定位置1,其它位爲0,s=s&mask) 
(2) 按位或-- | 
常用來將源操作數某些位置1,其它位不變。 (mask中特定位置1,其它位爲0 s=s|mask) 
(3) 位異或-- ^ 
1 使特定位的值取反 (mask中特定位置1,其它位爲0 s=s^mask) 
2 不引入第三變量,交換兩個變量的值 (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型變量a是奇數還是偶數 
a&1 = 0 偶數 
a&1 = 1 奇數 
(2) 取int型變量a的第k位 (k=0,1,2……sizeof(int)),即a>>k&1 
(3) 將int型變量a的第k位清0,即a=a&~(1 < <k) 
(4) 將int型變量a的第k位置1, 即a=a|(1 < <k) 
(5) int型變量循環左移k次,即a=a < <k|a>>16-k (設sizeof(int)=16) 
(6) int型變量a循環右移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,會產生溢出,因爲 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出的,我們用如下算法: 
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 (在不產生溢出的情況下) 
a % (2^n) 等價於 a & (2^n - 1) 
(12)乘法運算轉化成位運算 (在不產生溢出的情況下) 
a * (2^n) 等價於 a < < n 
(13)除法運算轉化成位運算 (在不產生溢出的情況下) 
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 表示爲 (~x+1) 


實例 

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 



移位運算符

    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,其結果爲 -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


位邏輯運算符

    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”復合邏輯運算。“^ 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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