【转】Android中巧妙的位运算(Android源码中常见的一些flag的运算的理解)

Android在编码的时候经常使用到位运算,这里以Intent的Flags为例。(查看Intent说明文档)

首先通过查看Flags的值,都是16进制数值代表,且只使用一位并只为1|2|4|8 (与2的次方相关),例举几个源码中对应的值:
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;

再来看看1|2|4|8分别对应的二进制数:
1 : 0001
2 : 0010
4 : 0100
8 : 1000

注意:它们通过“或运算”可以组成1~15的数,并且不会出现两种或两种以上的相同情况。

在Android源码中,包括一些比较规范的源码中,通常会出现flag(我理解我标志位)。
可以这么认为:
a&~b: 清除标志位b;
a|b: 添加标志位b;
a&b: 取出标志位b;
a^b: 取出a与b的不同部分;

一、通过Intent Flags对应的值,可以将多种标志通过“或运算”来进行组合,
以下代码是Intent添加标志,使用到“或(|)”运算:


1)

mIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK  
                | Intent.FLAG_ACTIVITY_RESET_TASK_IF_NEEDED  
                | Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP  
                );  

2)

event.mFlags |= FLAG_CANCELED | FLAG_CANCELED_LONG_PRESS;  

二、判断Intent Flags是否包含某个标志,通过“与运算”代码如下:
1)

if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0){  
         //条件为真(即等于0),intent.getFlags()不包含NEW_TASK  
    ...  
}

2)

// 判断该视图是否为disable 状态 这里ENABLED_MASK的值与 DISABLED的值一样  
 if ((viewFlags & ENABLED_MASK) == DISABLED) {  
    ...  
 } 

3)

// 返回是否可点击  
     return (((viewFlags & CLICKABLE) == CLICKABLE ||  
                    (viewFlags & LONG_CLICKABLE) == LONG_CLICKABLE));  

三、清除某个值

mFlags &= ~FLAG_START_TRACKING;     // 清除mFlags中的FLAG_START_TRACKING

四、取出新旧标记的不同部分

void setFlags(int flags, int mask) {  
       int old = mViewFlags;//将标记赋值给old  
       mViewFlags = (mViewFlags & ~mask) | (flags & mask);//mViewFlags清除mask后添加从flags中取出的mask标志  
  
       int changed = mViewFlags ^ old;//取出新旧标记的不同部分。  
       if (changed == 0) {  
           return;  
       } 

例子:
在源码View.java中:


……  
 private static final int PRESSED                = 0x00004000;  
 int mPrivateFlags ;  
……  
  
  
     public void setPressed(boolean pressed) {  
        if (pressed) {  
            mPrivateFlags |= PRESSED;     // 添加PRESSED状态  
        } else {  
            mPrivateFlags &= ~PRESSED;    // 取消PRESSED状态  
        }  
        refreshDrawableState();  
        dispatchSetPressed(pressed);  
    }  

附录:
位运算主要是直接操控二进制时使用 ,主要目的是节约内存,使你的程序速度更快,还有就是对内存要求苛刻的地方使用,以下是一牛人总结的方法,分享一下:

位运算应用口诀
清零取反要用与,某位置一可用或
若要取反和交换,轻轻松松用异或

移位运算
要点 1 它们都是双目运算符,两个运算分量都是整形,结果也是整形。
2 " < <" 左移:右边空出的位上补0,左边的位将从字头挤掉,其值相当于乘2。
3 ">>"右移:右边的位被挤掉。对于左边移出的空位,如果是正数则空位补0,若为负数,可能补0或补1,这取决于所用的计算机系统。
4 ">>>"运算符,右边的位被挤掉,对于左边移出的空位一概补上0。
位运算符的应用 (源操作数s 掩码mask)
(1) 按位与-- &
1 清零特定位 (mask中特定位置0,其它位为1,s=s&mask)
2 取某数中指定位 (mask中特定位置1,其它位为0,s=s&mask)
(2) 按位或-- |
常用来将源操作数某些位置1,其它位不变。 (mask中特定位置1,其它位为0 s=s|mask)
(3) 位异或-- ^
1 使特定位的值取反 (mask中特定位置1,其它位为0 s=s^mask)
2 不引入第三变量,交换两个变量的值 (设 a=a1,b=b1)
目 标 操 作 操作后状态
a=a1^b1 a=a^b a=a1^b1,b=b1
b=a1b1b1 b=a^b a=a1^b1,b=a1
a=b1a1a1 a=a^b a=b1,b=a1
二进制补码运算公式:
-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)((xy)&((x-y)^x))
x <=y: (x|y)&((x^y)|(y-x))
x < y: (x&y)|((x|y)&(x-y))//无符号x,y比较
x <=y: (x|y)&((x^y)|(y-x))//无符号x,y比较
应用举例
(1) 判断int型变量a是奇数还是偶数
a&1 = 0 偶数
a&1 = 1 奇数
(2) 取int型变量a的第k位 (k=0,1,2……sizeof(int)),即a>>k&1
(3) 将int型变量a的第k位清0,即a=a&~(1 < <k)
(4) 将int型变量a的第k位置1, 即a=a|(1 < <k)
(5) int型变量循环左移k次,即a=a < <k|a>>16-k (设sizeof(int)=16)
(6) int型变量a循环右移k次,即a=a>>k|a < <16-k (设sizeof(int)=16)
(7)整数的平均值
对于两个整数x,y,如果用 (x+y)/2 求平均值,会产生溢出,因为 x+y 可能会大于INT_MAX,但是我们知道它们的平均值是肯定不会溢出的,我们用如下算法:

int average(int x, int y) //返回X,Y 的平均值 
{ 
    return (x&y)+((x^y)>>1); 
}

(8)判断一个整数是不是2的幂,对于一个数 x >= 0,判断他是不是2的幂

boolean power2(int x) 
{ 
    return ((x&(x-1))==0)&&(x!=0); 
}

(9)不用temp交换两个整数

void swap(int x , int y) 
{ 
    x ^= y; 
    y ^= x; 
    x ^= y; 
}

(10)计算绝对值

int abs( int x ) 
{ 
    int y ; 
    y = x >> 31 ; 
    return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y 
}

(11)取模运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下)
a % (2^n) 等价于 a & (2^n - 1)
(12)乘法运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下)
a * (2^n) 等价于 a < < n
(13)除法运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下)
a / (2^n) 等价于 a>> n
例: 12/8 == 12>>3
(14) a % 2 等价于 a & 1
(15) if (x == a) x= b;
else x= a;
等价于 x= a ^ b ^ x;
(16) x 的 相反数 表示为 (~x+1)

实例

功能 | 示例 | 位运算
----------------------+---------------------------+--------------------
去掉最后一位 | (101101->10110) | x >> 1
在最后加一个0 | (101101->1011010) | x < < 1
在最后加一个1 | (101101->1011011) | x < < 1+1
把最后一位变成1 | (101100->101101) | x | 1
把最后一位变成0 | (101101->101100) | x | 1-1
最后一位取反 | (101101->101100) | x ^ 1
把右数第k位变成1 | (101001->101101,k=3) | x | (1 < < (k-1))
把右数第k位变成0 | (101101->101001,k=3) | x & ~ (1 < < (k-1))
右数第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)

取右数第k位 | (1101101->1,k=4) | x >> (k-1) & 1

把末k位变成1 | (101001->101111,k=4) | x | (1 < < k-1)
末k位取反 | (101001->100110,k=4) | x ^ (1 < < k-1)
把右边连续的1变成0 | (100101111->100100000) | x & (x+1)
把右起第一个0变成1 | (100101111->100111111) | x | (x+1)
把右边连续的0变成1 | (11011000->11011111) | x | (x-1)
取右边连续的1 | (100101111->1111) | (x ^ (x+1)) >> 1
去掉右起第一个1的左边 | (100101000->1000) | x & (x ^ (x-1))
判断奇数 (x&1)==1
判断偶数 (x&1)==0

移位运算符
包括:
“>> 右移”;“<< 左移”;“>>> 无符号右移”

例子:
-5>>3=-1
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
其结果与 Math.floor((double)-5/(222)) 完全相同。

-5<<3=-40
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 1000
其结果与 -522*2 完全相同。

5>>3=0
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
其结果与 5/(222) 完全相同。

5<<3=40
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000
其结果与 522*2 完全相同。

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

无论正数、负数,它们的右移、左移、无符号右移 32 位都是其本身,比如 -5<<32=-5、-5>>32=-5、-5>>>32=-5。
一个有趣的现象是,把 1 左移 31 位再右移 31 位,其结果为 -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

位逻辑运算符

包括:
& 与;| 或;~ 非(也叫做求反);^ 异或

“& 与”、“| 或”、“~ 非”是基本逻辑运算,由此可以演变出“与非”、“或非”、“与或非”复合逻辑运算。“^ 异或”是一种特殊的逻辑运算,对它求反可以得到“同或”,所以“同或”逻辑也叫“异或非”逻辑。

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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