java中大整型BigInteger及setBit和testBit方法
java中大整型BigInteger及setBit和testBit方法
最近在修改公司之前的项目，在项目中遇到了权限校验的问题，代码中出现了BigInteger的setBit()testBit()方法，之前未接触过，所以了解了下BigInteger。
在Java中，由CPU原生提供的整型最大范围是64位long型整数。使用long型整数可以直接通过CPU指令进行计算，速度非常快。
如果我们使用的整数范围超过了long型怎么办？这个时候，就只能用软件来模拟一个大整数。java.math.BigInteger就是用来表示任意大小的整数。BigInteger内部用一个int[]数组来模拟一个非常大的整数：
BigInteger bi = new BigInteger("1234567890");
System.out.println(bi.pow(5)); // 2867971860299718107233761438093672048294900000对BigInteger做运算的时候，只能使用实例方法，例如，加法运算：
BigInteger i1 = new BigInteger("1234567890");
BigInteger i2 = new BigInteger("12345678901234567890");
BigInteger sum = i1.add(i2); // 12345678902469135780和long型整数运算比，BigInteger不会有范围限制，但缺点是速度比较慢。
也可以把BigInteger转换成long型：
BigInteger i = new BigInteger("123456789000");
System.out.println(i.longValue()); // 123456789000System.out.println(i.multiply(i).longValueExact()); // java.lang.ArithmeticException: BigInteger out of long range使用longValueExact()方法时，如果超出了long型的范围，会抛出ArithmeticException。
BigInteger和Integer、Long一样，也是不可变类，并且也继承自Number类。因为Number定义了转换为基本类型的几个方法：
- 转换为
byte：byteValue() - 转换为
short：shortValue() - 转换为
int：intValue() - 转换为
long：longValue() - 转换为
float：floatValue() - 转换为
double：doubleValue()
因此，通过上述方法，可以把BigInteger转换成基本类型。如果BigInteger表示的范围超过了基本类型的范围，转换时将丢失高位信息，即结果不一定是准确的。如果需要准确地转换成基本类型，可以使用intValueExact()、longValueExact()等方法，在转换时如果超出范围，将直接抛出ArithmeticException异常。
知道了BigInteger的概念，运算也和之前的BigDecimal很像，第一次看到BigInteger，还是学的不够多啊 这样的知识居然现在才发现。
再说说setBit()和testBit()方法
在项目中是使用BigInteger的这两个方法来进行权限效验的，利用菜单id生成对应权限效验码，把具体的权限设置为一个正整数值，如果一个用户有多个权限的话，比如1，2权限，那么我们设置值的时候就是num.setBit(1)，num.setBit(2)，然后把返回的num值保存在session中，要验证是否有权限的话，只要从session中取得保存的num，然后执行下num.test(权限值)，如果返回true就是有权限的，否则无权限。
/**
* 利用BigInteger对权限进行2的权的和计算
*
* @param rights String型权限编码数组
* @return 2的权的和
*/
public static BigInteger sumRights(String[] rights) {
BigInteger num = new BigInteger("0");
for (int i = 0; i < rights.length; i++) {
num = num.setBit(Integer.parseInt(rights[i]));
}
return num;
}
/**
* 测试是否具有指定编码的权限
*
* @param sum
* @param targetRights
* @return
*/
public static boolean testRights(String sum, int targetRights) {
if (Tools.isEmpty(sum))
return false;
return testRights(new BigInteger(sum), targetRights);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(testRights(new BigInteger(
"8148143905337944345073782753637512644205873574663745002544561797417525199053346824733589504"),
302));
BigInteger num = new BigInteger("0");
num = num.setBit(302);
System.out.println(num);
}testBit方法代码
public boolean testBit(int n) {
if (n < 0)
throw new ArithmeticException("Negative bit address");
return (getInt(n >>> 5) & (1 << (n & 31))) != 0;
}意思就是将1左移n位，与this做&运算，其实就是判断当前数(要写成二进制)第n+1位上的数是不是为1，是的话返回true
setBit方法代码
public BigInteger setBit(int n) {
if (n < 0)
throw new ArithmeticException("Negative bit address");
int intNum = n >>> 5;
int[] result = new int[Math.max(intLength(), intNum+2)];
for (int i=0; i < result.length; i++)
result[result.length-i-1] = getInt(i);
result[result.length-intNum-1] |= (1 << (n & 31));
return valueOf(result);
}意思就是将1左移n位，与this对象做|运算，这样的话，就会将this的二进制格式的第n+1位的数变为1.这样很明显就和上一个方法形成一对，
n可以作为某个功能编号，而角色可以使用setBit的方法设置编号，然后使用testBit来测试是不是含有n编号的功能。
如果每次有添加多个新的功能，那么就用这些功能编号依次给原来的角色编号执行setBit得到新的角色编号。
利用这两个方法进行权限效验解析：
假设我的数据库总共有4个菜单 4个账户
id 菜单名称 id 菜单权限值 转换为二进制
1 菜单1 1 6 1 1 0
2 菜单2 2 12 1 1 0 0
3 菜单3 3 26 1 1 0 1 0
4 菜单4 4 30 1 1 1 1 0
假如账户A 有菜单1 菜单2 的权限， 权限值=2^1+2^2=6
账户B 有菜单2 菜单3 的权限， 权限值=2^2+2^3=12
账户C 有菜单1 菜单3 菜单4 的权限， 权限值=2^1+2^3+2^4=26
账户D 有菜单1 菜单2 菜单3 菜单4 的权限， 权限值=2^1+2^2+2^3+2^4=30
大家可以观察一下这些权限值转换为二进制数后的规律（假如把这些二进制数从右往左转换成一个bolean数组，1 代表 false 2 代表true），看上图的转换后的二进制，我们来看这个数组
0 1 2 3 4
账户A F T T F F
账户B F F T T F
账户C F T F T T
账户D F T T T T
把上面的 1 2 3 4 看成是菜单ID，T 和 F看成表示是否有该菜单权限，你们应该能发现其中的奥妙！（现在应该也可以说明为什么菜单ID必须为正整数了。。）