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Android十六进制状态管理
前言
上周在掘金巧遇一篇 “用设计模式管理状态” 文章，作为补充，在评论区安利我司封装商业级 SDK 时常用的 “十六进制状态管理机制”。
原以为无人对此感兴趣，没想到留言很快便收到文章作者回复，且在评论区耐心和我探讨设计模式 独占式状态机 和十六进制 复合状态管理 使用场景区别。
遗憾的是，通过评论区只言片语，难让人体会 “十六进制状态管理” 真正魅力，
故今日我们以封装商业级 SDK 为例，拆解我们是如何使用十六进制完成状态管理，相信阅读后你会豁然开朗。
我和十六进制的 “三次握手”
最初对十六进制产生兴趣，或说知道它何时可派上用场，是 2015 年观看电影《火星救援》时发现。
为和 “远在 4 亿公里外、电磁波需 40 分钟才能完成一次完整请求响应” 的地球通信，孑然一身主角 Mark 想到一办法，即是通过十六进制和 ACSII 码表：
将字符转换成字母 ，这样地球上的人便可通过控制 “Mark 从沙漠中掏来的 1997 年服役的探路者号（PathFinder）” 摄像头偏移角度，来指明一连串字符，从而 Mark 可将它们转译成英文。
第二次接触十六进制是在 2016 年，当我阅读 View/ViewGroup 源码，发现状态多通过十六进制管理，但当时因不知为何这么使用、这样使用究竟有什么好处，也就没大注意。
@Override
public void requestDisallowInterceptTouchEvent(boolean disallowIntercept) {
if (disallowIntercept == ((mGroupFlags & FLAG_DISALLOW_INTERCEPT) != 0)) {
// We're already in this state, assume our ancestors are too
return;
}
if (disallowIntercept) {
mGroupFlags |= FLAG_DISALLOW_INTERCEPT;
} else {
mGroupFlags &= ~FLAG_DISALLOW_INTERCEPT;
}
// Pass it up to our parent
if (mParent != null) {
mParent.requestDisallowInterceptTouchEvent(disallowIntercept);
}
}
直到 2017 年夏天，我和一位彼时 3 年经验同事联手完成核心项目重构时，因同事提出使用十六进制管理状态，而亲眼见证十六进制在状态管理方面绝佳优势。
为纪念这一分享，此后每当有新同事入职，我提供的培训课程必包含十六进制状态管理。
使用十六进制前的混沌世界
该项目有个需求：当指定图形编辑模式，图形工具栏按钮状态需随之发生改变。
例如，存在 3 种图形编辑模式，和 8 个图形编辑按钮。
模式 A 下，要求 按钮1、按钮2、按钮3 可用，其余按钮禁用。
模式 B 下，要求 按钮1、按钮4、按钮5、按钮6 可用，其余按钮禁用。
模式 C 下，要求 按钮1、按钮7、按钮8 可用，其余按钮禁用。
如是传统方式编写，我们势必会在类中为 3 个模式定义 boolean 变量，为 8 个按钮状态定义 boolean 变量。
那么模式切换时，就需将每个按钮状态的变量都 “清洗” 一遍。例如：
public void setModeA() {
status1 = true;
status2 = true;
status3 = true;
status4 = false;
status5 = false;
status6 = false;
status7 = false;
status8 = false;
}
public void setModeB() {
status1 = true;
status2 = false;
status3 = false;
status4 = true;
status5 = true;
status6 = true;
status7 = false;
status8 = false;
}
public void setModeC() {
...
}
当日后模式变多、按钮状态变多，类中就会满是这种 setMode 方法，看起来很蠢，且密密麻麻的 true、false 极易出错。
这是一点。
另一点是，如按钮状态是用 boolean 变量管理，那么状态的存储和读取便难办，
- 每个 boolean 变量都需转换成 int 类型 0 或 1 存储在数据库中。
- 数据库需为每个状态准备一个字段。
- 读取时又需负责将每个状态转译回 boolean。
这工作量很大，且日后每添加或修改一状态，数据库都需新增或修改字段，十分低效和不安全。
十六进制能很好解决这些问题
十六进制可做到：
- 通过状态集的注入，一行代码即可完成模式切换。
- 无论再多状态，都只需一个字段来存储。状态被存放在 int 类型状态集中，可直接读写于数据库。
十六进制运作机制
在具体了解十六进制是怎么做到状态管理最佳实践前，我们先简单过一遍十六进制本身运作机制。
首先，在编程中，利用开头 0x 表示十六进制数。
例如 0x0001，0x0002。
然后，十六进制的计算，可借助二进制 “按位计算” 方式理解。
二进制存在 与、或、异或、取反 等操作：
a & b，a | b，a ^ b，~a
例如，十六进制数 0x0004 | 0x0008，可理解为：
0100
|
1000
=
1100
十六进制 (0x0004 | 0x0008) & 0x0004 可得：
1100
&
0100
=
0100
也即 “状态集” 包含某状态时，再 & 该状态，便得非 0 结果。
于是，我们便可利用该特性完成状态管理：
十六进制状态管理实战
- 首先定义一个 “状态集” 变量，用于存放 “当前状态集”，例如：
private int STATUSES;
- 然后定义十六进制状态常量，和 “模式状态集”，例如：
private final int STATUS_1 = 0x0001; private final int STATUS_2 = 0x0002; private final int STATUS_3 = 0x0004; private final int STATUS_4 = 0x0008; private final int STATUS_5 = 0x0010; private final int STATUS_6 = 0x0020; private final int STATUS_7 = 0x0040; private final int STATUS_8 = 0x0080; private final int MODE_A = STATUS_1 | STATUS_2 | STATUS_3; private final int MODE_B = STATUS_1 | STATUS_4 | STATUS_5 | STATUS_6; private final int MODE_C = STATUS_1 | STATUS_7 | STATUS_8;
- 当需往 “状态集” 添加状态时，就通过 “或” 运算。例如：
STATUSES | STATUS_1
- 当需从 “状态集” 移除状态时，就通过 “取反” 运算。例如：
STATUSES & ~ STATUS_1
- 当需判断 “状态集” 是否包含某状态时，就通过 “与” 运算。结果为 0 即代表无，反之有。
public static boolean isStatusEnabled(int statuses, int status) {
return (statuses & status) != 0;
}
- 当需切换模式时，可直接将预先定义的 “模式状态集” 赋予给 “状态集” 变量。例如：
STATUSES = MODE_A;
如此，复杂度从 m * n 骤减为 m + n，随着日后模式和状态增多，十六进制优势将指数级增长。
是不是超简洁？再也无需定义和修改各种 “setModeXXX” 方法。
而且这还只是一半。另一半是关于十六进制状态的存取。
十六进制状态存取实战
由于状态集是 int 类型，因而我们最少只需一个字段，即可存储状态集：
insert into tableXXX TITLE,DATE,STATUS values ('xxx','20190703',32)
读取也十分简单，读取后直接赋值给 STATUSES 即可。
除此之外，你还可直接在 SQL 中通过按位计算来查询。例如查询包含状态 0x0004 的记录：
select * from tableXXX where STATUS & 4 != 0
小结
未用十六进制的日子里，状态管理是个繁琐、极易出错的操作。
有了十六进制后：
- 模式管理复杂度从 m * n 骤减至 m + n。
- 模式切换无需手动清洗，只需为状态集变量注入预置的常量状态集。
- 模式存取一步到位。
- 模式存储只需一个数据表字段。
- 可直接在数据库中完成查询状态。
作为额外附赠的答疑
Q1： 细心朋友可能注意到，声明状态都是 1、2、4、8，然后进一位继续。
为何这样使用？
因为当十六进制转成二进制计算时，十六进制每位数占 4 个二进制位，例如：
0x0001 0x0004 0x0020
