位元遮罩與位元旗標

你常想把許多微小的是/否設定打包進一個數字——這個檔案可讀嗎？可寫嗎？隱藏嗎？——而不是為每一個花一個獨立的變數。一個 32 位元整數有空間容納 32 個獨立的開/關開關，每個位元一個。要使用它們，你需要兩個概念協同運作：位元旗標（一個位元代表一個選項）和遮罩（一個精心選定、用來挑出你想處理哪些位元的模式）。

遮罩不過是個值，它為 1 的位元標出感興趣的位置，把它與一個位元運算子結合，就能乾淨地做四種基本位元操作。要「測試」一個位元是否被設定，與一個只在那裡有 1 的遮罩做 AND，再檢查結果是否非零：(x & 0x04) 恰好在 x 的第 2 位元被設定時非零。要「設定」一個位元（強制為 1），與遮罩做 OR：x = x | 0x04。要「清除」一個位元（強制為 0），與「反轉」的遮罩做 AND：x = x & ~0x04。要「切換」一個位元（翻轉它），與遮罩做 XOR：x = x ^ 0x04。按慣例每個旗標有個名字，常定義成 2 的次方，好讓它恰好佔一個位元，而多個旗標用 OR 結合——例如 open() 接受像 O_RDONLY、O_CREAT、O_APPEND 這類用 OR 結合成一個引數的旗標。

這個模式在系統程式設計裡無所不在：檔案權限、open() 和 mmap() 的選項旗標、硬體暫存器位元、事件遮罩和精簡資料格式全都仰賴它。要記住兩個陷阱。第一，把每個旗標定義成不同的 2 的次方（1、2、4、8……），好讓沒有兩個旗標共用一個位元；不小心重用一個位元會讓旗標互相干擾。第二，記住運算子優先順序：位元運算子的結合力比比較鬆，所以「x & 0x04 == 0」會被解析成「x & (0x04 == 0)」，這幾乎絕不是你要的——要加括號成「(x & 0x04) == 0」。