問題
在 Java 中，如何使用一個 byte 類型的變量保存多個 boolean 類型的值？
場景
請選擇喜愛的球類運動（多選）：
| □ 足球 | □ 籃球 | □ 乒乓球 |
|---|---|---|
| □ 臺球 | □ 排球 | □ 羽毛球 |
在如上所描述的場景中，如何使用一個 byte 類型的變量來保存各項是否選中？
回答
常規思路是定義 6 個 boolean 類型的變量，每個變量保存一項的狀態, 選中為 true , 否則為 false。
boolean footballIsChecked = false;
...
boolean badmintonIsChecked = false;
在 Java 中，byte 類型的數據使用 8 位進行保存，每一位的值可能是 0 或 1。理論上來講，byte 類型存儲空間的每一位可以表示一個 boolean 類型的值，1 表示 true，0 表示 false。
byte sportCheckedState;
sportCheckedState = 0b0000_0000; //都沒選中
sportCheckedState = 0b0000_0001; //選中了足球
sportCheckedState = 0b0000_0010; //選中了籃球
因此，我們的需要解決問題變成了如何將 byte 類型某一位存儲空間的值設置為 0 或 1, 如何讀取某一位的值。
設置 byte 類型某一位的存儲空間的值
如何將某一位的值設置為 0 呢？
0 & 0 = 0
0 & 1 = 0
答：該位和 0 進行 & 運算。
如何將某一位的值設置為 1 呢？
1 | 0 = 1
1 | 1 = 1
答：該位和 1 進行 | 運算。
既然是設置某一位的值，就應該不影響其他位的值。
執行 & 運算時，如何讓運算結果和運算數相等？
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
答：當另外一個運算數為 1 時，運算結果和此運算數相同。
執行 | 運算時，如何讓運算結果和運算數相等？
0 | 0 = 0
0 | 1 = 1
答：當另外一個運算數為 0 時，運算結果和此運算數相同。
綜上，設置某一位為 0 時，進行 & 運算，輔助運算數（另外一個參與運算的數）應該符合這樣的規則：目標位為0, 其他位為 1。 例如設置最后一位，輔助運算數為 1111_1110 ；
1 0 1 0
& 1 1 1 0 //輔助運算數
----------
1 0 1 0 //運算結果的前 3 位不變，最后一位設置為 0
1 0 1 1
& 1 1 1 0 //輔助運算數
----------
1 0 1 0 //運算結果的前 3 位不變，最后一位設置為 0
設置某一位為1 時，進行 | 運算，輔助運算數應該符合這樣的規則：目標位為 1, 其它位為 0。例如設置最后一位，輔助運算數為 0000_0001 。
1 0 1 0
| 0 0 0 1 //輔助運算數
----------
1 0 1 1 //運算結果的前 3 位不變，最后一位設置為 1
1 0 1 1
| 0 0 0 1 //輔助運算數
----------
1 0 1 1 //運算結果的前 3 位不變，最后一位設置為 1
讀取 byte 類型某一位的存儲空間的值
和 1 進行 & 時，運算結果和另外一個運算數相同。
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
和 0 進行 & 時，運算結果為0 。
0 & 0 = 0
0 & 1 = 0
為了方便，我們希望 & 運算結果的其他位為 0，根據 0000_0000的運算結果可以推算出目標位的值為 0；根據目標位為 1，其它位的值為 0 的運算結果可以推算出目標位的值為 1。
所以，構造出的輔助運算數應該符合這樣的規則：目標位的值為 1，其他位的值為 0。例如，倒數第二位應該選取的輔助運算數為 0000_0010。
1 0 1 0
& 0 0 1 0 //輔助運算數
----------
0 0 1 0 //運算結果的 1、2、4 位置為 0，第 3 為值為 1 ，即運算數第 3 位值為 1
1 0 0 0
& 0 0 1 0 //輔助運算數
----------
0 0 0 0 //運算結果的 1、2、4 位置為 0，第 3 為值為 0 ，即運算數第 3 位值為 0
據此，我們可以得出結論：運算結果每一位的值都是 0 時，目標位的值為 0；運算結果存在值不為 0 的位時，目標位的值為 1。
示例
// 每個狀態用一位表示，1 選中， 0 未選中
private static final byte CHECKED_FOOTBALL = 0b0000_0001;
private byte state = STATE_VALUE_DEFAULT;
public void setFootballCheckedState(boolean isChecked) {
if (isChecked) {
state = (byte) (state | CHECKED_FOOTBALL);
} else {
state = (byte) (state & ~CHECKED_FOOTBALL);
}
}
public boolean footballIsChecked() {
return (state & CHECKED_FOOTBALL) == CHECKED_FOOTBALL;
}
