XNA中的位标志

近日在研究StunEngine引擎时，遇到了一些看不懂的代码，搜索后才发现原来只是简单的位运算，没想到还能用在这种场合，具体信息可见msdn上的http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/6a71f45d(VS.80).aspx。

这篇文章来自于XNA UK User Group，http://xna-uk.net/，原文地址：http://xna-uk.net/blogs/randomchaos/archive/2010/03/24/bit-flags-in-xna.aspx，下面是译文。

什么是Bit Flags，它实际上是一种在一个变量中存储多个值的方法。上一次我使用Bit Flags好像是在几年前帮一个朋友编写一个MUD的时候，如果我没记错的话，我使用位运算存储玩家状态，他/她是否处于站立、行走、奔跑或游泳状态，还用在房间的位置，房间是否有一面向北的墙或天花板。

那么如何在C#中使用它们，为什么我们使用的值有限制？

首先你必须知道逻辑位运算（http://en.wikipedia.org/wiki/Bitwise_operation，logical bitwise operators）和它的工作原理，我们将使用它们在一个变量中测试和设置位，这个可以帮你理解为何我们只能使用特定的值。在计算机中整数值是由一个二进制值表示的，即一组0和1，让我们看一下数字0到10的二进制值是什么：

上面的表格我展示了8位数字的二进制代码，即有8个位可以用来代表一个值。我们看到数字8的二进制代码是00001000，所以要表示数字8，我们只需将第四个位设置为1其他为0，8位数字最大为255。如果我们有一个整数发现它的第四个位是1，那么这个整数是8吗？不是，看一下9和10，它们的第四个位也是1，这就是为什么我们只能使用特定值的原因，这些值必须是2的整数次幂。

如果看一下下面的表格，你会发现只有2的整数次幂的数字，这样就不会有位交叉了：

现在我们有了一个32位的二进制值表格表示flags，它们不会交叉。

我们如何设置并测试这些位？这就需要用到逻辑位运算了。要设置一个值的位，我们可以使用| (或)运算符，它会根据你的需要设置一个值中的位：

int value2 = 2;
int value4 = 4;
int value8 = 8; 
int value = 0;

value = value2 |value8; 

上面的操作中value的二进制代码为：00001010即整数10(电脑对二进制数进行了求和运算!) ，现在我们在一个变量中存储了两个值，value2表示武器是否已经被装备，而value8表示武器是否已经加载了弹药。如果我们调用 | 运算符你能获得相同的值(value2和value8)，一旦位被设置就不会改变。

那么我们如何测试一个值是否被设置？这可以通过使用 & (与) 运算符做到，这个运算会进行如下所示的测试：

int value2 = 2; 
int value4 = 4;
int value8 = 8;
int value = 0;

value = value2 | value8; 

int result = 0;
result = value & value2; 
result = value & value4; 

第一次我们测试value2存储在value中 ，这个value会赋值为value2，第二次我们测试不在value中的value4，这会让result为0。

如果我们只想打开或关闭一个位应该如何处理呢？这需要用到^ (异或)运算，这个运算会将1设置为0或将0设置为1，就好像一个电灯开关一样：

int value2 = 2; 
int value4 = 4; 
int value8 = 8; 
int value = 0; 

value ^= value2; 
value ^= value2; 

第一次调用让value包含value2，第二次调用从value中移除value2。

我制作了一个简单的XNA项目使用上面的操作符，在这个项目中我使用一个枚举表示bit flags：

public enum GunStates : int
{
    Empty = 1, 
    Loading = 2,
    Shooting = 4,
    Equiped = 8, 
    Loaded = 16 
} 

注意我将枚举强类型化为一个整数，你也可以使用short, long, byte或其他类型，我使用的设置和检查状态的方法如下所示：

public void SetGunState(GunStates stateSet) 
{
    state ^= stateSet;
}

public bool CheckGunState(GunStates stateChk) 
{
    return (state & stateChk) == stateChk; 
}

你还可以看一下位偏移(左移位<<和右移位>>)，value2 << 1会将value2中的位左移一位，结果是4，如果将value2重新赋值为2并进行value2 << 2操作，则values2中的所有位左移2位，结果为8，要将value2重新设置为2可进行value2 >> 2的操作。

源代码GenericXNABitFlags.zip下载。

发布时间：2010/4/2 下午1:36:59  阅读次数：6186