单个变量保存多个状态
问题
在 Java 中，如何使用一个 byte 类型的变量保存多个 boolean 类型的值？
场景
请选择喜爱的球类运动（多选）：
| □ 足球 | □ 篮球 | □ 乒乓球 |
|---|---|---|
| □ 台球 | □ 排球 | □ 羽毛球 |
在如上所描述的场景中，如何使用一个 byte 类型的变量来保存各项是否选中？
回答
常规思路是定义 6 个 boolean 类型的变量，每个变量保存一项的状态, 选中为 true , 否则为 false。
boolean footballIsChecked = false;
...
boolean badmintonIsChecked = false;
在 Java 中，byte 类型的数据使用 8 位进行保存，每一位的值可能是 0 或 1。理论上来讲，byte 类型存储空间的每一位可以表示一个 boolean 类型的值，1 表示 true，0 表示 false。
byte sportCheckedState;
sportCheckedState = 0b0000_0000; //都没选中
sportCheckedState = 0b0000_0001; //选中了足球
sportCheckedState = 0b0000_0010; //选中了篮球
因此，我们的需要解决问题变成了如何将 byte 类型某一位存储空间的值设置为 0 或 1, 如何读取某一位的值。
设置 byte 类型某一位的存储空间的值
如何将某一位的值设置为 0 呢？
0 & 0 = 0
0 & 1 = 0
答：该位和 0 进行 & 运算。
如何将某一位的值设置为 1 呢？
1 | 0 = 1
1 | 1 = 1
答：该位和 1 进行 | 运算。
既然是设置某一位的值，就应该不影响其他位的值。
执行 & 运算时，如何让运算结果和运算数相等？
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
答：当另外一个运算数为 1 时，运算结果和此运算数相同。
执行 | 运算时，如何让运算结果和运算数相等？
0 | 0 = 0
0 | 1 = 1
答：当另外一个运算数为 0 时，运算结果和此运算数相同。
综上，设置某一位为 0 时，进行 & 运算，辅助运算数（另外一个参与运算的数）应该符合这样的规则：目标位为0, 其他位为 1。 例如设置最后一位，辅助运算数为 1111_1110 ；
1 0 1 0
& 1 1 1 0 //辅助运算数
----------
1 0 1 0 //运算结果的前 3 位不变，最后一位设置为 0
1 0 1 1
& 1 1 1 0 //辅助运算数
----------
1 0 1 0 //运算结果的前 3 位不变，最后一位设置为 0
设置某一位为1 时，进行 | 运算，辅助运算数应该符合这样的规则：目标位为 1, 其它位为 0。例如设置最后一位，辅助运算数为 0000_0001 。
1 0 1 0
| 0 0 0 1 //辅助运算数
----------
1 0 1 1 //运算结果的前 3 位不变，最后一位设置为 1
1 0 1 1
| 0 0 0 1 //辅助运算数
----------
1 0 1 1 //运算结果的前 3 位不变，最后一位设置为 1
读取 byte 类型某一位的存储空间的值
和 1 进行 & 时，运算结果和另外一个运算数相同。
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
和 0 进行 & 时，运算结果为0 。
0 & 0 = 0
0 & 1 = 0
为了方便，我们希望 & 运算结果的其他位为 0，根据 0000_0000的运算结果可以推算出目标位的值为 0；根据目标位为 1，其它位的值为 0 的运算结果可以推算出目标位的值为 1。
所以，构造出的辅助运算数应该符合这样的规则：目标位的值为 1，其他位的值为 0。例如，倒数第二位应该选取的辅助运算数为 0000_0010。
1 0 1 0
& 0 0 1 0 //辅助运算数
----------
0 0 1 0 //运算结果的 1、2、4 位置为 0，第 3 为值为 1 ，即运算数第 3 位值为 1
1 0 0 0
& 0 0 1 0 //辅助运算数
----------
0 0 0 0 //运算结果的 1、2、4 位置为 0，第 3 为值为 0 ，即运算数第 3 位值为 0
据此，我们可以得出结论：运算结果每一位的值都是 0 时，目标位的值为 0；运算结果存在值不为 0 的位时，目标位的值为 1。
示例
// 每个状态用一位表示，1 选中， 0 未选中
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;
}
