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位运算在 PHP 实际项目当中的高级运用

发布于2021-03-14 05:54 阅读(1044) 评论(0) 点赞(11) 收藏(5)

我们首先来看一个系统中常见的需求：

有一个广告表，我们要对广告做显示控制：

手动上下线。
只允许 VIP 查看。

可能的表结构如下：

CREATE TABLE `finger_ad` (
  `ad_id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `ad_name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '广告名称',
  `ad_image_url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '广告图片',
  `ad_url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '广告图片URL跳转地址',
  `is_vip` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否仅限 VIP 显示',
  `display` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '显示状态：1显示、0隐藏',
  PRIMARY KEY (`ad_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='广告表';

假如后期，我们需求更改了。需要再增加几种限制：

已登录用户
未登录用户
30 天内未登录用户
注册 30 天的用户

遇到这种限制条件的需求，开发同学是不是很伤脑筋？

可能很多开发第一反应就是在表结构增加这种新增的限制条件字段。一切看来似乎很美好。

的确，这样添加字段是最快最容易的方式。也能完成我们的需求。

但是，这样会引来如下毛病：

每次增加限制条件。我们都要增加字段。这种对数据库的更动能少改就少改。毕竟，无限制的增加字段不可取。
假如广告表数据量很大。大到增加一个字段需要几分钟的时候，这会给数据库服务器造成读写压力。
条件越多，SQL 条件语句就会越来越长。

那么，还有没有更好的方式解决这些问题呢？

答案：有！

这就是我们今天要讲的按位与运算符的高级技巧。

我们把上面的表结构改一下：

DROP TABLE IF EXISTS `finger_ad`;
CREATE TABLE `finger_ad` (
  `ad_id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `ad_name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '广告名称',
  `ad_image_url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '广告图片',
  `ad_url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '广告图片URL跳转地址',
  `bit_condition` INT(11) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '位运算条件：1-登录可访问、2-未登录可访问、4-30天注册可访问、8-30天未登录可访问、16-未消费可访问、32-VIP可访问',
  `display` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '显示状态：1显示、0隐藏',
  PRIMARY KEY (`ad_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET UTF8 COMMENT='广告表';

我们把所有的条件都去掉了。增加了一个字段： bit_condition 。把所有的条件都组合到一个字段。

那我们此时该如何写代码呢？

比如，现在要添加如下限制条件的广告：

只允许登录用户访问或已注册 30 天用户或是 VIP 用户才允许访问该广告。

那么，这个广告的 bit_condition 该如何设置值呢？很简单，把这几个条件的位值直接相加。此时值为：37。

很多可能会很奇怪。设置为 37 ，我怎么知道是这几个值的和呢？如果对 Linux 系统权限熟悉的同学就很容易理解这种做法。实际上，这里运用了按位与运算的特性：任意组合相加的值不会重复。

这个理解起来有一定难度。我三两句也很难给你梳理明白。大家可以在网上深入挖掘一下这方面儿的知识。你只需要知道这一点特点即可。

那么，现在我们该如何写 SQL 呢？

示例如下：

SELECT * FROM finger_ad WHERE display = 1 AND bit_condition & 3 = bit_condition

这条 SQL 语句当中的 3 对应的是当前用户针对这么多条件得到的数值。如果 bit_condition位值是与 3 按位与与 bit_condition 结果相同，说明条件符合。

我们通过一个字段解决了所有条件的问题。着实得感谢按位与运算符的特性。同时也对 MySQL能支持位运算符感到开心。

那么，它有什么缺点呢？

想必有经验的同学已经看出来了。这种写法只能满足包含关系。假如要实现同时满足 3 个条件才能访问就不行了。或者，一个满足另外一个取反。

优点明显，同样缺点也很明显。大家要根据实际情况来选用。

扩展学习文件：

<?php
//例子1
echo '<h2>demo1</h2><br>';

//定义常量
define('D1',1);
define('D2',2);
define('D3',4);
define('D4',8);
define('D5',16);

function showStatus($state){
    for($i= 1;$i<=5;$i++){
        $d = 'D'.$i;
        $dd = constant($d);     //取对应常量的值
        if(($state & $dd) > 0){
            echo '第'.$i.'盏灯亮'.'<br>'; //8
        }else{
            echo '<span style="color: red">第'.$i.'盏灯灭</span>'.'<br>';
        }
    }
    echo "sql语句写法：SELECT * FROM `table` WHERE state & {$state} = state;";
    echo '<br>';
    echo '<br>';
}
$state = D4;
showStatus($state);     //只开第4盏灯

$state = D1;
showStatus($state);     //只开第1盏灯

$state = D4 | D1;
showStatus($state);     //开第1盏灯和第4盏灯

$state = (D4 | D2 | D1) & (~D1);
showStatus($state);     //开第1盏灯,第2盏灯和第4盏灯，然后关闭第1盏灯
//例子2
echo '<h2>demo2</h2><br>';

/**
 * 1、权限应用
 * 拥有哪些权限，就把这些权限对应的数值加起来
 * 例如：版主拥有权限（增加、删除、修改、查询），则版主的权限值存储为15（8+4+2+1）
 * 然后【权限值之和】 与 【实际权限值】做【位于】比较
 * 结果是真则拥有权限
 * 结果是假则没有权限
 *
 * 注意：权限值必须是2的N次方，从0次方开始，31次方是2147483648
 * 32次方是4294967296，已超过了常用int(10)最大存储4294967295，所以必须注意权限数量（<31个）
 * 当然如果存储格式为bitint或varchar等可以存储更长数字的格式，那么权限数量可以继续增加
 */
// 赋予权限值-->删除：8、上传：4、写入：2、只读：1
define('mDELETE',8);
define('mUPLOAD',4);
define('mWRITE',2);
define('mREAD',1);
//vvvvvvvvvvvvv使用说明vvvvvvvvvvvvv
//部门经理的权限为(假设它拥有此部门的所有权限)，| 是位或运行符，不熟悉的就查查资料
echo '全部权限为：'.(mDELETE|mUPLOAD|mWRITE|mREAD).'<br>';// 相当于是把上面的权限值加起来：8+4+2+1=15

/*
*赋予它多个权限就分别取得权限值相加，又比如某位员工拥有除了删除外的权限其余都拥有，那它的权限值是多少?
*应该是：4+2+1＝7
*/

//^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
//判断某人的权限可用，设权限值在$key中
/*
*判断权限用&位与符，
*/
// 设我只有 upload 和 read 权限，则
$key = (mUPLOAD|mREAD);//相当于是把上传、只读的权限值分别相加：4+1=5
echo '当前权限为：'.$key.'<br>';;
if($key & mDELETE){
    echo '有删除权限'.'<br>'; //8
}else{
    echo '<span style="color: red">无删除权限</span>'.'<br>'; //8
}
if($key & mUPLOAD){
    echo '有上传权限'.'<br>'; //4
} else{
    echo '<span style="color: red">无上传权限</span>'.'<br>'; //4
}
if($key & mWRITE){
    echo '有写入权限'.'<br>'; //2
} else{
    echo '<span style="color: red">无写入权限</span>'.'<br>'; //2
}
if($key & mREAD){
    echo '有只读权限'.'<br>'; //1
} else{
    echo '<span style="color: red">无只读权限</span>'.'<br>'; //1
}
?>

运行结果：