Golang 中的位掩码和位运算

Question

我是一般编程的初学者，所以如果我在提出这个问题时犯了一些错误，我很抱歉。

我正在关注的教程介绍了这段代码：

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)
}

教程中的人很快提到了这部分是如何称为Bitmasking的。

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

现在，据我了解，这里发生的过程是这样的： 计算机被询问 isAdmin 和 roles 是否等于 isAdmin 并回复 true。

但是，当我尝试这样做时：

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

它会导致 false。

有人可以更详细地了解这个过程背后的整个逻辑吗？这一点让我有点困惑，我想知道为什么会这样。谢谢。

Answer 1

所有角色常量都是特殊数字，其中二进制（2 的补码）表示正好包含一个 1 位，所有其他位都是零，并且它们都是不同的（1 位在每个）。这是通过将 1 数字向左移动值增加 (iota) 来实现的。

role 变量的值是使用按位或构造的：

var roles byte = isAdmin | canSeeFinancials | canSeeEurope

按位或保留1 位，结果将只有0 位，其中每个操作数在该位置包含0。由于所有被 OR'ed 的值在不同的位置都包含一个 1 位，所以role 将包含尽可能多的不同角色 OR'ed 的位，并且在它们的特殊位置。

为了便于理解位，让我们打印二进制表示：

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

如您所见，roles 包含1s，而上述任何位模式都包含1。

当您使用按位与（屏蔽）时，如果任何输入位在给定位置为0，则结果位将为0，并且仅当两个位均为1s 时才会为1 .

表达式：

isAdmin & roles

由于isAdmin 包含单个1 位，因此上述掩码将是一个最多也可能包含单个1 位的数字，前提是roles 在该位置具有1 位。实际上，此掩码告诉roles 是否包含isAdmin 位。如果它包含它，则结果将是等于isAdmin 的值。如果不是，则结果将是一个包含所有0 位的数字，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

尝试Go Playground 上的示例。

所以表达式：

isAdmin & roles == isAdmin

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

不加掩码：

roles == isAdmin

如果roles 等于isAdmin，即如果它只包含isAdmin 角色并且什么都没有，则这将是true。如果它包含其他角色，它显然不会等于isAdmin。