通过Objective-C的枚举学习iOS中的位操作.md

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开篇

今天在修改项目的时候，看见enum中出现了<<操作符(位操作)，之前对这个一直都不了解。这次趁着项目比较清闲，抽出时间来全面了解一下位操作。

位操作

位操作是对二进制数逐位进行运算或移位。它共包含两种操作：位运算和移位。下面就详细的了解一下这两种操作。
在此只讨论iOS中的所有位操作的运算符，别的语言的相同含义的操作符号可能不同

位运算符(以下操作符皆同Objective-C)

位运算符一种包含下面几种：

  • ~(取反,一元操作符)：它会对目标数字的二进制每位进行取反

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    let initialBits: UInt8 = 0b00001111
    let invertedBits = ~initialBits  // equals 11110000

  • |(按位或)：它会对两个目标数字的相同位置数字进行或运算，规则：0和0为0；0和1为1；1和1为1

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    let targetNum = 5  // 101
    let targetNum2 = 6 // 110
    print(targetNum | targetNum2) //print 7
    //targetNum:  101
    //targetNum2: 110
    //result:     111 (十进制 7)

  • &(按位与)：它会对两个目标数字的相同位置数字进行与运算，规则：0和0为0；0和1为0；1和1为1

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    let targetNum = 5  // 101
    let targetNum2 = 6 // 110
    print(targetNum & targetNum2) //print 4
    //targetNum:  101
    //targetNum2: 110
    //result:     100 (十进制 4)

  • ^(异或)：它会对两个目标数字的相同位置数字进行异或运算，如果不同则该位为1，否则该位为0。规则：如0和0为0；0和1为1；1和1为0

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    let targetNum = 5  // 101
    let targetNum2 = 6 // 110
    print(targetNum ^ targetNum2) //print 3
    //targetNum:  101
    //targetNum2: 110
    //result:     011 (十进制 3)

移位

  • >>(右移)：它会对目标数字按位右移x位

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    let targetNum = 5  // 101
    print(targetNum >> 2) //print 1
    //targetNum:  101
    //右移2位
    //result:     1 (十进制 1)

  • <<(左移)：它会对目标数字按位左移x位(右边补0)

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    let targetNum = 5  // 101
    print(targetNum << 2) //print 20
    //targetNum:  101
    //左移2位
    //result:     10100 (十进制 20)

枚举中的位操作

通过上文我们了解了位操作的具体计算方式，接下来看一下在枚举中的具体应用。

枚举中的应用

定义枚举

  • OC

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    typedef NS_OPTIONS(NSInteger, CellExLineType) {
        CellExLineTypeTopLong     = 0,  
        CellExLineTypeTopNone     = 1 << 0, //十进制 1
        CellExLineTypeBottomLong  = 1 << 1, //十进制 2
        CellExLineTypeBottomNone  = 1 << 2, //十进制 4
    };

  • Swift

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    struct CellExLineType: OptionSet {
        let rawValue: Int
        
        static let topLong = CellExLineType(rawValue: 0)
        static let topNone = CellExLineType(rawValue: 1 << 0)
        static let bottomLong = CellExLineType(rawValue: 1 << 1)
        static let bottomNone = CellExLineType(rawValue: 1 << 2)
    }

位操作在枚举中的作用

  • ~(取反)：用来剔除某个值

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    //OC
    self.lineType = CellExLineTypeTopNone;
    self.lineType |= CellExLineTypeBottomNone;
    self.lineType = self.lineType & ~CellExLineTypeTopNone; //self.lineTye 只包含CellExLineTypeBottomNone
    //Swift
    var lineType: CellExLineType = [.topNone, .bottomNone]
    lineType.remove(.topNone)

  • |(按位或)：用来添加某个值

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    //OC
    self.lineType = CellExLineTypeTopNone; //self.lineType 包含CellExLineTypeTopNone
    self.lineType = self.lineType | CellExLineTypeBottomNone; //self.lineType 包含CellExLineTypeTopNone和CellExLineTypeBottomNone
    //Swift
    var lineType: CellExLineType = [.bottomNone]
    lineType.insert(.topNone)

  • &(按位与)：用来检查是否包含某个值

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    //OC
    if ((self.lineType & CellExLineTypeTopNone) == CellExLineTypeTopNone) {
        NSLog(@"包含CellExLineTypeTopNone");
    }
    //Swift
    var lineType: CellExLineType = [.topNone, .bottomNone]
    if lineType.contains(.bottomNone) {
        print("包含bottomNone")
    }

  • ^(异或)：用来置反某个值(如果包含则剔除，如果不包含则添加)

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    //OC
    self.lineType = CellExLineTypeTopNone | CellExLineTypeBottomNone; //self.lineType 包含CellExLineTypeTopNone和CellExLineTypeBottomNone
    self.lineType = self.lineType ^ CellExLineTypeTopNone; //self.lineTye 只包含CellExLineTypeBottomNone
    self.lineType = self.lineType ^ CellExLineTypeTopNone; //self.lineType 包含CellExLineTypeTopNone和CellExLineTypeBottomNone
    //Swift
    var lineType: CellExLineType = [.topNone, .bottomNone]
    if lineType.contains(.topNone) {
        lineType.remove(.topNone)
    } else {
        lineType.insert(.topNone)
    }

在枚举中使用位操作我们可以方便的给一个属性值赋值多个值，比如下面的代码给lineType赋值了CellExLineTypeTopNone和CellExLineTypeBottomNone属性。这样我们就可以在lineType的set方法里面处理CellExLineTypeTopNone和CellExLineTypeBottomNone的情况。

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//OC
- (void)setLineType:(CellExLineType)lineType {
    _lineType = lineType;
    if (lineType & CellExLineTypeTopNone) {
        NSLog(@"top none");
    }
    if (lineType & CellExLineTypeBottomNone) {
        NSLog(@"bottom none");
    }
}
//Swift
var lineType: CellExLineType = [.topNone, .bottomNone]
if lineType.contains(.topNone) {
    lineType.remove(.topNone)
}
if lineType.contains(.bottomNone) {
    
}

在系统中的许多Enum也是这么使用的，如UIViewAutoresizing、UIViewAnimationOptions等。

为什么要在枚举中使用位操作符?

  • 在许多古老的微处理器上，位运算比加减运算略快，通常位运算比乘除法运算要快很多。在现代架构中，情况并非如此：位运算的运算速度通常与加法运算相同（仍然快于乘法运算）
  • 可以给一个属性同时设置多个值

    总结

  • ~(按位取反)：对目标数字按位取反；在枚举中用于剔除某个值
  • |(按位或)：对两个目标数字同位置上数字进行或运算；在枚举中用于添加某个值
    • &(按位与)：对两个目标数字同位置上数字进行与运算；在枚举中用于判断是否包含某个值
  • ^(按位异或)：对两个目标数字同位置上数字进行异或运算；在枚举中置反某个值
  • >>(右移)：对目标数字按位右移x位
  • <<(左移)：对目标数字按位左移x位

参考