Golang中的位掩码和位运算

Question

Golang中的位掩码和位运算

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我是一个编程新手，如果我在提出这个问题时犯了一些错误，我很抱歉。

我正在学习的教程涉及到以下代码：

package main

import (
    "fmt"
)

const (
    isAdmin = 1 << iota
    isHeadquarters
    canSeeFinancials
    
    canSeeAfrica
    canSeeAsia
    canSeeEurope
    canSeeNorthAmerica
    canSeeSouthAmerica
)

func main() {
    var roles byte = isAdmin | canSeeFinancials | canSeeEurope
    fmt.Printf ("%b\n", roles)
    fmt.Printf ("Is Admin? %v\n", isAdmin & roles == isAdmin)
}

教程中的这位男士迅速提到了这个部分被称为位掩码。

fmt.Printf ("Is Admin? %v\n", isAdmin & roles == isAdmin)

据我所了解，这里发生的过程大致如下：

电脑被询问是否同时具有isAdmin和roles等于isAdmin，并回答true。

但是，当我尝试做到这一点时：

fmt.Printf ("Is Admin? %v\n", roles == isAdmin)

结果为false。

有人能否更详细地讲解这个过程的整个逻辑？这一部分让我有些困惑，我想知道为什么会发生这种情况。谢谢。

- Sinoreth

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& 是按位与, 而 && 则是逻辑与。你所描述的应该是 isAdmin == isAdmin && roles == isAdmin（这并没有太多意义）。链接的维基百科页面详细介绍了位掩码。请仔细阅读。 - Marc

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- icza · Accepted Answer

你的所有角色常量都是特殊数字，其中二进制（2的补码）表示恰好包含一个1位，其他位都是零，并且它们都不同（1位在每个数字中的位置不同）。通过使用递增值（iota）将1数向左移动来实现这一点。

role变量的值是通过使用按位或（bitwise OR）构造的：

var roles byte = isAdmin | canSeeFinancials | canSeeEurope

位或运算会保留所有的二进制数中的 1 位，而在结果中，每个操作数在相应位置上都为 0 的位也都将是 0。由于所有进行位或的值在不同的位置上都只包含一个 1 位，因此 role 变量将包含与进行位或的不同角色数量相同的位数，并且这些位数在特定的位置上。

为了更容易理解二进制位，请打印其二进制表示：

fmt.Printf("isAdmin          %08b\n", isAdmin)
fmt.Printf("canSeeFinancials %08b\n", canSeeFinancials)
fmt.Printf("canSeeEurope     %08b\n", canSeeEurope)
fmt.Printf("-------------------------\n")
fmt.Printf("roles            %08b\n", roles)

这将输出:

isAdmin          00000001
canSeeFinancials 00000100
canSeeEurope     00100000
-------------------------
roles            00100101

正如您所看到的，roles 包含了任何上述位模式中具有 1 的位。

当您使用按位与（掩码）时，如果给定位置的任一输入位为 0，则结果位将为 0，并且仅当两个位都是 1 时，结果位才为 1。

表达式：

isAdmin & roles

由于isAdmin只包含一个1位，因此上述掩码将是一个数字，其中最多可能还包含一个1位，仅当roles在该位置上具有一个1位时。有效地说，这个掩码告诉我们roles是否包含isAdmin位。如果包含，结果将等于isAdmin。否则，结果将是一个由所有0位组成的数字，即：十进制0。

再次可视化位:

fmt.Printf("roles            %08b\n", roles)
fmt.Printf("isAdmin          %08b\n", isAdmin)
fmt.Printf("-------------------------\n")
fmt.Printf("isAdmin & roles  %08b\n", isAdmin&roles)

输出：

roles            00100101
isAdmin          00000001
-------------------------
isAdmin & roles  00000001

请在Go Playground上尝试这些例子。

因此，表达式为：

isAdmin & roles == isAdmin

如果roles中包含（包括）isAdmin角色，则为true，否则为false。

未经掩码处理：

roles == isAdmin

如果roles只包含isAdmin角色，即不包含其他角色，则此值将为true。如果它包含其他角色，则显然不等于 isAdmin。