位运算有 3 个特点

• 高性能
• 内存占用低
• 代码比较晦涩难懂

这导致很多开发者阅读已有代码时，发现涉及到位运算都头疼；日常开发也会避免使用位运算

的确，很少有什么场景是非其不可的，但是，位运算用得好，除了性能的提升外，还能简化业务模型，今天就给大家分享 1 个小例子。

简单数据模型实现复杂业务需求

广告主在发布广告后，选择广告投放的时间，比如仅在以下的时间才投放广告

• 周1-4：9点-12点，18点-22点
• 周5：8点-24点
• 周六、日：全天

这个需求归纳起来就是：支持广告主在一周内，以小时为粒度，选择多个不连贯的时间

想一下，作为开发者你要怎么实现这个需求呢？用什么样的格式来存储广告主选择的时间呢？

我们先用一般的思路来解决问题

一个基本的解决思路

如果是一天的话，可以用一个数组，下标从 0 到 23，代表一天的 24 个小时，如果广告主选择了某个小时，将数组对应下标的值设为 true，否则设为 false

以下代码将一天的 0、1 点设为投放时间

boolean[] hours = new boolean[24];
Arrays.fill(hours, false);

hours[0] = true;
hours[1] = true;

那么一周 7 天的话，我只要定义 7 个数组变量，分别表示每一天的设置即可，或者用一个二维数组

这样是解决了问题，但是这样的数据模型却不方便保存到数据库里

改造成适合数据库的模型

前面的思路可以解决问题，缺点就是数据模型不好存储，那么我们现在就解决这个问题

比较容易想到，可以将数组替换成字符串，因为字符串内部其实也是数组

我们定义一个含 24 个字符的字符串，每个字符对应一个时间段的投放标识

• 1 当前小时可投放，
• 0 当前小时不可投放

上述的代码可以改造下

char[] hours = new char[24];
Arrays.fill(hours, '0');
hours[0] = '1';
hours[1] = '1';

// 110000000000000000000000
String hourSet = new String(hours);

这样如果要表示一周 7 天，我们可以用一个字符串来表示，该字符串长度为 7 * 24，每 24 个字符为一天

使用位运算

上面字符串的方案已经非常不错了，唯一的不足就是字符串有点长，在一些追求极限性能的场景下还可以继续优化下

我们都知道，一个字节是 8 位，每一位的取值只能是 0 或者 1，那么对于一个只有 0 和 1 构成的字符串，继续优化就可以用到字节来表示了

使用字节来表示后，原本需要 7 * 24 = 168个字符的字符串，我们可以用 21 个 字节来表示，内存占用从 336 下降到 21，真的是非常节省了

当然，把字节数组存到数据库也挺麻烦，我们实际业务中是将字节数组转换为 16 进制表示法存储到数据库里的，判断当前时间广告能否投放的代码如下

// 指定的小时是否匹配投放循环设置的时间范围
private boolean unmatchCircle(int dayOfWeek, int hourOfDay, String circleConfig) {
    int bitmap = (1 << hourOfDay);
    return (bitmap & Integer.parseInt(circleConfig.substring(dayOfWeek * 6, dayOfWeek * 6 + 6), 16)) != bitmap;
}

注意：我们要平衡代码的可读性和性能，如果不是追求极限性能的话，位运算还是少用

位运算的其他用法

参考我以前的文章

使用位运算将 3 个 int 聚合成 一个 Integer 来节省内存

Java 键对象 KO (key object) 介绍

在 redis 里使用位运算来做去重判断，优化内存占用

使用多种数据结构优化Redis 内存占用