引用一段来自 StackOverflow 上的回答:
In essence, Bitmask is a list of boolean flags (for example isAlive, isMoving, etc) compressed into a single field, usually an integer.
什么是掩码?简单来说掩码就是一串二进制码。比如:00000101。就是个数字。掩码的作用是用来存储和操作“状态(State)”。大致用法和逻辑总结:
- 用二进制码存储状态,
- 通过位运算(&, |, ^, ~, >>, << 等)来操作状态。
举个栗子
假设我们为用户系统设计权限管理的模块,我们需要做以下两件事:
- 定义一组权限,
- 实现一些权限操作,比如:赋予权限,删除权限,验证权限等等。
使用掩码和位运算,我们可以轻松实现这个功能。
首先我们来定义权限:
\\可查看用户列表:0001
int static final USER_VIEW_PERMISION = 1 << 0; // 0001b = 1
\\可添加用户:0010
int static final USER_ADD_PERMISION = 1 << 1; // 0010b = 2
\\可删除用户:0100
int static final USER_DELETE_PERMISION = 1 << 2; // 0100b = 4
如果我们需要定义一个用户A,同时拥有用户的查询和添加权限,我们可以这么写:
// 用户 A 的权限定义:
// 用户查看权限:0 0 0 1
// 用户添加权限:0 0 1 0
//-----------OR-------------
// 用户拥有权限:0 0 1 1
int userAPermision = USER_VIEW_PERMISION | USER_ADD_PERMISION // 0011b = 3
如果我们想要验证用户 A 是否拥有某项权限,我们通过 & 位运算符实现:
// 用户权限:0 0 1 1 (Value)
// 添加权限:0 0 1 0 (Mask - 掩码)
//-----------AND-------------
// 运算结果:0 0 1 0
boolean hasPermision = (userAPermision & USER_ADD_PERMISION) == USER_ADD_PERMISION; // 0010b == 0010b true 拥有该权限
// 用户权限:0 0 1 1 (Value)
// 删除权限:0 1 0 0 (Mask - 掩码)
//-----------AND-------------
// 运算结果:0 0 0 0
boolean hasPermision = (userAPermision & USER_DELETE_PERMISION) == USER_ADD_PERMISION; // 0000b == 0100b false 没有该权限
所以,回到最初的问题,什么是掩码呢?这里用来定义各种状态——用户权限的二进制码,就是掩码。掩码本身用来存储状态,而加上位运算,我们就可以完成关于状态的一系列逻辑操作。
关于这个例子的更多状态操作
添加某个权限:
userAPermision |= XXX_PERMISION
删除某个权限:
userAPermision &= ~XXX_PERMISION
是否禁用了某些权限:
return (userAPermision & XXX_PERMISION) == 0
是否仅拥有某个权限:
return userAPermision == XXX_PERMISION
重置权限:
userAPermision = XXX_PERMISION
为什么使用掩码?
掩码其实只是一种定义。为什么使用掩码其实本质是为什么使用二进制和位运算。
在计算机编程中,直接做二进制运算——即位运算的效率更高。而且表达上更简洁。缺点可能就是理解起来比较难一点。