面试题：Objective-C中位运算在实际项目中的应用

Question

请举例说明在Objective-C项目中，位运算如何优化代码性能，例如在处理一些标志位判断的场景下，写出具体的代码示例，并解释其原理。

Answer 1

在Objective-C中，位运算可以有效优化标志位判断场景下的代码性能。

代码示例

// 定义标志位
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, MyFlags) {
    MyFlagNone    = 0,
    MyFlagOne     = 1 << 0,
    MyFlagTwo     = 1 << 1,
    MyFlagThree   = 1 << 2
};

// 假设某个对象有这些标志位属性
@interface MyObject : NSObject
@property (nonatomic, assign) MyFlags flags;
@end

@implementation MyObject

// 判断是否包含某个标志位
- (BOOL)hasFlag:(MyFlags)flag {
    return (self.flags & flag) == flag;
}

// 设置某个标志位
- (void)setFlag:(MyFlags)flag {
    self.flags |= flag;
}

// 移除某个标志位
- (void)removeFlag:(MyFlags)flag {
    self.flags &= ~flag;
}
@end

原理解释

1. 标志位定义：使用NS_OPTIONS宏定义标志位，每个标志位是2的幂次方，通过左移操作1 << n来实现。这样每个标志位在二进制表示中都只有一位是1，其余为0。例如，MyFlagOne是1（二进制0001），MyFlagTwo是2（二进制0010），MyFlagThree是4（二进制0100）。
2. 判断标志位：(self.flags & flag) == flag这个表达式，&是按位与操作符。如果self.flags中包含flag所对应的标志位，那么按位与的结果就会等于flag本身，从而判断出对象是否包含该标志位。例如，如果self.flags是MyFlagOne | MyFlagTwo（二进制0011），判断是否有MyFlagTwo，(0011 & 0010) == 0010，结果为YES。
3. 设置标志位：self.flags |= flag，|是按位或操作符，它会将self.flags和flag对应的二进制位进行或操作，只要有一个为1结果就为1，从而将flag标志位添加到self.flags中。例如，如果self.flags原本是MyFlagOne（二进制0001），要设置MyFlagTwo，0001 | 0010结果为0011，即同时包含MyFlagOne和MyFlagTwo。
4. 移除标志位：self.flags &= ~flag，~是按位取反操作符，先对flag取反，然后再与self.flags进行按位与操作。取反后，flag原来为1的位变为0，这样与self.flags按位与就会将对应位清零，从而移除flag标志位。例如，如果self.flags是MyFlagOne | MyFlagTwo（二进制0011），要移除MyFlagTwo，先对MyFlagTwo（0010）取反得1101，0011 & 1101结果为0001，即移除了MyFlagTwo。

相比使用多个布尔变量来表示不同的标志，位运算可以在一个变量中高效地存储和操作多个标志，减少内存使用并且提升判断和操作的效率。