java - 正确使用位掩码？

Question

嘿嘿，只是有一个关于位掩码的问题。我想我现在知道它们是什么以及它们可以在哪里使用了。我想存储特定的权限，如 BUILD、BREAK 和 INTERACT，也许更多用于特定的组。下面的代码应该可以做到这一点，但我不太确定这是否是正确的“风格”。

想法是在这里使用前 3 位存储第一组的权限，然后使用接下来的三位存储第二组的权限，依此类推。所以我现在的问题是，这是否是一种好方法，或者哪种方法更好？

public class Test {
    private int permissions = 0;

    /**
     * The amount of permissions, currently: {@link #BREAK}, {@link #BUILD}, {@link #INTERACT}
     */
    private static final int PERMISSIONS = 3;
    /**
     * The different permissions
     */
    public static final int BUILD = 1, BREAK = 2, INTERACT = 4;
    /**
     * The different groups
     */
    public static final int ALLIANCE = 0, OUTSIDERS = 1;

    public void setPermissions(int permissions, int group)
    {
        this.permissions = permissions << group * PERMISSIONS;
    }

    public void addPermissions(int permission, int group)
    {
        setPermissions(this.permissions | permission, group);
    }

    public boolean hasPermission(int permission, int group)
    {
        return (permissions & permission << group * PERMISSIONS) == permission;
    }
}

编辑:我想使用尽可能少的内存，因为我需要存储大量数据。

编辑:我还需要将它存储在一个 sql 数据库中，但它不应该产生问题。

Answer 1

你知道这种答案迟早会出现，所以这里是:

虽然位掩码的使用可以说是最快的，并且在所有替代选项中内存消耗最少，但它也很容易出错，并且除了在一些非常极端的情况下外，大多数情况下不鼓励使用它。这是一个经典的低级工具。如果做得好，会产生奇迹，如果使用不当，可能会造成严重破坏。

因此，正确的方法是为此使用更高级别的抽象，即enums 和EnumSets。速度和内存消耗是可比的，当然，虽然稍微差一点。不过，在一般情况下，它们绝对足够了。根据您的具体情况和需求，有很多方法可以做到这一点。其中一种可能性是:

public enum Permission {
    BUILD, BREAK, INTERACT;
}

public class Permissions {
    private final Set<Permission> alliance = EnumSet.noneOf(Permission.class);
    private final Set<Permission> outsiders = EnumSet.noneOf(Permission.class);

    public Set<Permission> alliance() {
        return alliance;
    }

    public Set<Permission> outsiders() {
        return outsiders;
    }
}

仅此一项就可以让您完全按照自己的意愿做事，但有两点不同:

1. 我认为，现在它是类型安全的，而且更加万无一失。无需重新发明轮子。
2. 它使用更多的内存。不是很多，因为 EnumSet 这个小的通常只是一个 long。

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编辑 以回答 OP 关于将 EnumSet 存储到数据库的评论:

是的，这可能是一个问题，因为存储 int 非常容易。如果您仍然考虑坚持使用 EnumSet，那么我想到了几种可能性:

1. Look at SO.人们以前曾尝试解决这个问题。

2. 在 EnumSet 中保存值的名称:

   Permissions p = new Permissions();
   p.alliance().addAll(EnumSet.of(Permission.BREAK, Permission.BUILD));
   for (Permission permission : p.alliance()) {
       System.out.println(permission);
   }
   

   然后您可以轻松地重建这些值:

   for (String word : stringsFromDtb) {
       p.alliance.add(Permission.valueOf(word));
   }
   

3. 保存序数。这是非常危险的，因为您可以通过更改 Permission 枚举轻松破坏它。此外，可以输入任何随机数来打破这一点。

   Permissions p = new Permissions();
   p.alliance().addAll(EnumSet.of(Permission.BREAK, Permission.BUILD));
   for (Permission permission : p.alliance()) {
       System.out.println(permission.ordinal());
   }
   

   然后您可以轻松地重建这些值:

   for (int ordinal : ordinalsFromDtb) {
       p.alliance.add(Permission.values()[ordinal]);
   }
   

4. 以通常的方式序列化 EnumSet 并直接存储二进制数据或 BASE64ed。嗯。

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在 EDIT之后

EDIT:

广告。你为你的 enum 值制作索引的评论，这样当你将来更改或重新排序它们时，它仍然有效。使用 enums 有一种简单的方法可以做到这一点!它基本上是位域和 enums 之间的中间方式，它保留了类型安全和所有 enum 特性，并且仍然具有位域的优点。

public enum Permission {
    /* I like to have binary literals in place of bit fields,
     * but any notation will work */
    BUILD   (0b0001),
    BREAK   (0b0010),
    INTERACT(0b0100);

    private final int index;

    private Permission(int index) {
        this.index = index;
    }

    public int index() {
        return index;
    }
}

然后您会将索引保存到数据库中，只需确保从中进行的解析是正确的。此外，在未来，它有助于仅注释掉(而不是删除)任何不需要的枚举值，这样它们仍然对您可见，并且您不会占用它的索引。或者只是将其标记为 @Deprecated 并且您不必删除任何内容；)。