效率高的位運算子如何使用？
位運算子
我們知道，在計算機中資料其實都是以二進位制的形式所儲存的，而位運算子則可以對二進位制資料進行操作。舉個簡單的例子，給定兩個二進位制資料（其中 0b 是二進位制資料的字首）
const A = 0b1010const B = 0b1111複製程式碼
按位非運算子 ~
對每一位執行**非（NOT）**操作，也可以理解為取反碼。
按位與運算子 &
對每一位執行**與（AND）**操作，只要對應位置均為 1 時，結果才為 1，否則為 0。
按位或運算子 |
對每一位執行**或（OR）**操作，只要對應位置有一個 1 時，結果就為 1。
按位異或運算子 ^
對每一位執行**異或（XOR）**操作，當對應位置有且只有一個 1 時，結果就為 1，否則為 0。
左移運算子 <<
將資料向左移動一定的位（<32），右邊用 0 填充。
右移運算子 >>
將資料向右移動一定的位（<32），遺棄被丟出的位。
在學習完了位運算子以後，肯定有人會說，道理都明白了，那麼這些位運算子有什麼用呢？應該在什麼場合使用呢？平時的業務開發中也沒見過，是不是其實學了也沒什麼用？
(JDK原始碼中很多計算都用到了位運算，比如：Map集合的容量等操作。)
例子
假設我們有一個許可權系統，它透過 JSON 的方式記錄了某個使用者的許可權開通情況（姑且假設許可權集是 CURD）
const permission = { create： false， update： false， read： true， delete： false，}複製程式碼
如果我們把 false 寫成 0，true 寫成 1，那麼這個 permisson 物件可以簡寫為 0b0010。
const permission = { create： false， update： false， read： true， delete： false，}// 從左往右，依次為 create， update， read， delete 所對應的值const permissionBinary = 0b0010複製程式碼
對於 JSON 物件的許可權集，如果我們要檢視或者修改該使用者的某些許可權，只需要透過形如 permission。craete 的普通物件操作即可。那麼如果對於二進位制形式的許可權集，我們又應該如何進行檢視或者修改的操作呢？接下來我們就開始使用奇怪的知識——位掩碼來進行了。
位掩碼
首先進行名詞解釋，什麼是”位掩碼“。
位掩碼（BitMask），是”位（Bit）“和”掩碼（Mask）“的組合詞。”位“指代著二進位制資料當中的二進位制位，而”掩碼“指的是一串用於與目標資料進行按位操作的二進位制數字。組合起來，就是”用一串二進位制數字（掩碼）去操作另一串二進位制數字“的意思。
明白了位掩碼的作用以後，我們就可以透過它來對許可權集二進位制數進行操作了。
查詢使用者是否擁有某個許可權
已知使用者許可權集二進位制數為 permissionBinary = 0b0010。如果我想知道該使用者是否存在 update 這個許可權，可以先給定一個位掩碼 mask = 0b1。
由於 update 位於右數第三項，所以只需要把位掩碼向左移動兩位，剩餘位置補0。最後和許可權集二進位制數進行按位與運算即可得到結果。
最後算出來的 result 為 0b0000，使用 Boolean（） 函式處理之即可得到 false 的結果，也就是說該使用者的 update 許可權為 false。
// 從左往右，依次為 create， update， read， delete 所對應的值const permissionBinary = 0b0010// 由於 update 位於右數第三位，因此只需要讓掩碼向左移動2位即可const mask = 0b1 << 2const result = permissionBinary & maskBoolean（result） // false複製程式碼
修改使用者的某個許可權
當我們明白瞭如何用位掩碼來查詢許可權後，要修改對應的許可權也就手到擒來了，無非就是換一種位運算。假設還是 update 許可權，如果我想把它修改成 true，我們可以這麼幹：
只需要把按位與改為按位異或即可，程式碼如下：
// 從左往右，依次為 create， update， read， delete 所對應的值const permissionBinary = 0b0010// 由於 update 位於右數第三位，因此只需要讓掩碼向左移動2位即可const mask = 0b1 << 2const result = permissionBinary ^ maskparseInt（result）。toString（2） // 0b0110複製程式碼
經過上面的內容，相信你已經基本掌握了位掩碼的知識，同時你肯定還有很多問號，比如說這麼複雜又不好閱讀的程式碼，真的有意義嗎？
髒資料記錄
前文例子中的許可權系統僅有區區4個數據的處理，位掩碼技術顯得複雜又小題大做。那麼有沒有什麼場景是真的適合使用位掩碼的呢？髒資料記錄就是其中一個。
假設我們存在著一份原始資料，其值如下：
let A = ‘a’let B = ‘b’let C = ‘c’let D = ‘d’複製程式碼
給定一個二進位制數，從左往右分別對應著 A/B/C/D 的狀態：
let O = 0b0000 // 十進位制 0複製程式碼
則資料一旦發生了修改，都可以用對應的位元位來表示
// 當且僅當 A 發生了修改O = 0b1000 // 十進位制 8// 當且僅當 B 發生了修改O = 0b0100 // 十進位制 4// 當且僅當 C 發生了修改O = 0b0010 // 十進位制 2// 當且僅當 D 發生了修改O = 0b0001 // 十進位制 1複製程式碼
同理，當多個數據發生了修改時，則可以同時表示
// 當 A 和 B 發生了修改O = 0b1100 // 十進位制 12// 當 A/B/C 都發生了修改O = 0b1110 // 十進位制 14複製程式碼
透過這個思路，應用排列組合的思想，可以很快知道只需要僅僅 4 個位元位，就可以表達 16 種資料變化的情況。由於二進位制和十進位制可以相互轉化，因此只需要區區 16 個十進位制數，就可以完整地表達 A/B/C/D 這四個資料的變化情況，也就是髒資料追蹤。舉個例子，給定一個髒資料記錄 14，二進位制轉換為 0b1110，因此表示 A/B/C 的資料被修改了。
Svelte 這個框架，就是透過這個思路來實現響應式的：
if （ A 資料變了 ） { 更新A對應的DOM節點}if （ B 資料變了 ） { 更新B對應的DOM節點}/** 轉化成虛擬碼 **/if （ dirty & 8 ） { // 8 === 0b1000 更新A對應的DOM節點}if （ dirty & 4 ） { // 4 === 0b0100 更新B對應的DOM節點}複製程式碼
更多具體的介紹可以檢視《新興前端框架 Svelte 從入門到原理》。
老鼠喝毒藥
除了用來做髒資料記錄以外，位掩碼也能夠用來處理經典的”老鼠喝毒藥“的問題。
有 1000 瓶水，其中有一瓶有毒，小白鼠只要嘗一點帶毒的水24小時後就會死亡，問至少要多少隻小白鼠才能在24小時內鑑別出哪瓶水有毒？
我們簡化一下問題，假設只有 8 瓶水，其編號用二進位制表示：
接著按照圖示的方式對水瓶的水進行混合，得到樣品 A/B/C/D，取4只老鼠編號為 a/b/c/d 分別喝下對應的水，得到如下的表格：
在 24 小時候，統計老鼠的死亡情況，彙總後可以得到表格和結果：
答案呼之欲出，由於 8 瓶水可以兌出 4 份樣品，因此只需要 4 只老鼠即可在 24 小時後確定到底哪一瓶水是有毒的。回到題目，如果是 1000 瓶水，只需要知道第 1000 號的二進位制數 0b1111101000即可。該二進位制數一共有 10 個位元位，意味著 1000 瓶水可以兌出 10 份樣品，也就是說只需要 10 只老鼠，就可以完成測試任務。
作者：code瀧
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