mysql 条件位运算实现多值存储

mysql位运算，一个字段表示多选值；这种方式可以提高查询效率，减少like语句的应用;


这种方式，建议每次参数都全量传。比如张三，第一次勾选了周一，第二次想新增周三、周四，那么前端传值：1,8,16；

二、设计

星期码值表：

数据库存的数据：

三、相关sql

3.1 关键sql

-- 查询包含周四的
SELECT * FROM test_weeks WHERE weeks & 8;
-- 查询不包含周四的
SELECT * FROM test_weeks WHERE !(weeks & 8);
-- 查询包含周一or周四的
SELECT * FROM test_weeks WHERE weeks & (1+8);
SELECT * FROM test_weeks WHERE weeks & 1 or weeks & 8;
-- 查询包含周一and周四的
SELECT * FROM test_weeks WHERE weeks & 1 and weeks & 8;

-- 新增周四、周五；不建议，如果已经包含周四、周五了，这种方法计算出来的码值不对。
UPDATE test_weeks set weeks = weeks + 8 + 16 WHERE id = 3

-- 减少周四、周五；不建议，如果已经不含周四、周五了，这种方法计算出来的码值不对
UPDATE test_weeks set weeks = weeks - 8 - 16 WHERE id = 3

3.1.1 根据名字，更新数据，将某人值班信息增加周四、周五

sumNum=8+16；

<update id="addDutyAndBin2">
        UPDATE mybatisx_duty_info
        <![CDATA[  set weeks = weeks | #{sumNum},]]>
        <!--LPAD函数是MySQL中用于实现对字符串的左侧填充操作的函数。它的语法格式为：LPAD(str,len,padstr) -->
        weeks_bin=LPAD(bin( weeks | #{sumNum}),8,'0')
        WHERE name = #{name}
    </update>

3.1.2 根据名字，更新数据，将某人值班信息去掉周四、周五

• 如果该人有周四、周五的值班信息，可以用【3.1 关键sql】最后一条sql；
• 如果该人有周四、周五的值班信息，想实现【3.1.1】，这种情况写不了，没有对应的位运算符；

四、建表语句

星期枚举表：

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for mybatisx_week
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `mybatisx_week`;
CREATE TABLE `mybatisx_week`  (
  `id` int(0) NOT NULL,
  `week_ten` int(0) NULL DEFAULT NULL,
  `week_bin` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  `remark` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT = '星期枚举表' ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of mybatisx_week
-- ----------------------------
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (1, 1, '0000001', '星期日');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (2, 2, '0000010', '星期一');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (3, 4, '0000100', '星期二');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (4, 8, '0001000', '星期三');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (5, 16, '0010000', '星期四');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (6, 32, '0100000', '星期五');
INSERT INTO `mybatisx_week` VALUES (7, 64, '1000000', '星期六');

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

值班表:

CREATE TABLE `mybatisx_duty_info` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `weeks` int DEFAULT NULL,
  `weeks_bin` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='值班表';

五、代码

5.1 查询周日、周三都值班的人

5.1.1 代码

 /**
     *
     * ==>  Preparing: SELECT * FROM mybatisx_duty_info WHERE weeks & ? and weeks & ?
     * ==> Parameters: 1(Integer), 8(Integer)
     */
    @Test
    public void testAnd(){
        //查一下周一和周四都值班的人;
        //周一：1；周四：8
        Integer[] weekArr={1,8};
        List<Integer> weekList = Arrays.asList(weekArr);
        List<MybatisxDutyInfo> mybatisxDutyInfos = mybatisxDutyInfoService.listByBinAnd(weekList);
        System.out.println("周一和周四都值班的人："+ JSON.toJSONString(mybatisxDutyInfos));
    }

5.1.2 mybatis.xml

<select id="listByWeekOfAnd" resultType="com.qian.mybatisx.domain.MybatisxDutyInfo">
        SELECT *
        FROM mybatisx_duty_info
        <where>
            <if test="weekList!=null and weekList.size >0">
                <foreach collection="weekList"  item="week">
                    <![CDATA[ and weeks & #{week}]]>
                </foreach>
            </if>
        </where>
    </select>

5.2 查询包含周日or周三的

5.2.1 代码

/**
     * ==>  Preparing: SELECT * FROM mybatisx_duty_info WHERE weeks & ?
     * ==> Parameters: 72(Integer)
     */
    @Test
    public void testOr() {
        //查询包含周日or周三的
        //周日：64；周四：8
        Integer[] weekArr={64,8};
        List<Integer> weekList = Arrays.asList(weekArr);
        List<MybatisxDutyInfo> mybatisxDutyInfos = mybatisxDutyInfoService.listByBinOr(weekList);
        System.out.println("周日or周三值班的人："+ JSON.toJSONString(mybatisxDutyInfos));
    }

@Override
    public List<MybatisxDutyInfo> listByBinOr(List<Integer> weekList) {
        if (CollectionUtils.isEmpty(weekList)){
            return null;
        }
        //mybatis的<foreach>标签里，相加不好写，so，在业务层加上
        int sum=0;
        for (Integer integer : weekList) {
            sum+=integer;
        }
        return mybatisxDutyInfoMapper.listByWeekOfOrSum(sum);
    }

5.2.2 mybatis.xml

<select id="listByWeekOfOrSum" resultType="com.qian.mybatisx.domain.MybatisxDutyInfo">
        SELECT *
        FROM mybatisx_duty_info
        <where>
            <if test="sum >0">
                <![CDATA[ and  weeks & #{sum}]]>
            </if>
        </where>
    </select>

5.3 查询不包含周二的

5.3.1 代码

 /**
     *
     * ==>  Preparing: SELECT * FROM mybatisx_duty_info WHERE !(weeks & ?)
     * ==> Parameters: 2(Integer)
     */
    @Test
    public void testNotIs() {
        //查询不包含周二的
        //周二：2
        Integer week=2;
        List<MybatisxDutyInfo> mybatisxDutyInfos = mybatisxDutyInfoService.listByBinNotIs(week);
        System.out.println("不包含周二值班的人："+ JSON.toJSONString(mybatisxDutyInfos));
    }

5.3.2 mybatis.xml

<select id="listByBinNotIs" resultType="com.qian.mybatisx.domain.MybatisxDutyInfo">
        SELECT *
        FROM mybatisx_duty_info
        <where>
            <if test="week !=null and week.tostring!='null'">
                <![CDATA[ and  !(weeks & #{week})]]>
            </if>
        </where>
    </select>

5.4 修改值班日期为：周一、周三、周四；

5.4.1 代码

/**
     * 【建议这样：参数传全量的】
     * 张三值班改为周一、周三、周四；
     * 计算二进制：select bin(3);
     *
     * 位数不足补0：SELECT LPAD(bin(3),8,'0')
     */
    @Test
    public void testUpdateDuty() {
        //周一周三周四
        Integer[] weekArr={1,8,16};
        List<Integer> weekList = Arrays.asList(weekArr);
        mybatisxDutyInfoService.updateDuty(weekList,"张三");
    }

@Override
    public void updateDuty(List<Integer> weekList, String name) {
        //sum表示要添加的码值之和
        Integer sum=0;
        for (Integer week : weekList) {
            sum+=week;
        }
        mybatisxDutyInfoMapper.updateDuty(sum,name);
    }

5.4.2 mybatis.xml

<update id="updateDuty">
        UPDATE mybatisx_duty_info set weeks =  #{sumNum},
        <!--LPAD函数是MySQL中用于实现对字符串的左侧填充操作的函数。它的语法格式为：LPAD(str,len,padstr) -->
        weeks_bin=LPAD(bin(#{sumNum}),8,'0')
        WHERE name = #{name}
    </update>

六、Java 位运算的常用方法封装

package com.qian.mybatisx.util;

/**
 * Java 位运算的常用方法封装<br>
 */
public class BitUtils {
    /**
     * 获取运算数指定位置的值<br>
     * 例如： 0000 1011 获取其第 0 位的值为 1, 第 2 位 的值为 0<br>
     *
     * @param source
     *            需要运算的数
     * @param pos
     *            指定位置 (0<=pos<=7)
     * @return 指定位置的值(0 or 1)
     */
    public static byte getBitValue(byte source, int pos) {
        return (byte) ((source >> pos) & 1);
    }


    /**
     * 将运算数指定位置的值置为指定值<br>
     * 例: 0000 1011 需要更新为 0000 1111, 即第 2 位的值需要置为 1<br>
     *
     * @param source
     *            需要运算的数
     * @param pos
     *            指定位置 (0<=pos<=7)
     * @param value
     *            只能取值为 0, 或 1, 所有大于0的值作为1处理, 所有小于0的值作为0处理
     *
     * @return 运算后的结果数
     */
    public static byte setBitValue(byte source, int pos, byte value) {

        byte mask = (byte) (1 << pos);
        if (value > 0) {
            source |= mask;
        } else {
            source &= (~mask);
        }

        return source;
    }


    /**
     * 将运算数指定位置取反值<br>
     * 例： 0000 1011 指定第 3 位取反, 结果为 0000 0011; 指定第2位取反, 结果为 0000 1111<br>
     *
     * @param source
     *
     * @param pos
     *            指定位置 (0<=pos<=7)
     *
     * @return 运算后的结果数
     */
    public static byte reverseBitValue(byte source, int pos) {
        byte mask = (byte) (1 << pos);
        return (byte) (source ^ mask);
    }


    /**
     * 检查运算数的指定位置是否为1<br>
     *
     * @param source
     *            需要运算的数
     * @param pos
     *            指定位置 (0<=pos<=7)
     * @return true 表示指定位置值为1, false 表示指定位置值为 0
     */
    public static boolean checkBitValue(long source, int pos) {

        source = (long) (source >>> pos);

        return (source & 1) == 1;
    }

    /**
     * 入口函数做测试<br>
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {

        int param = 3;

        System.out.println(getBitValue(Byte.parseByte(param+""),2));
        // 取十进制 11 (二级制 0000 1011) 为例子
        long source = 256;

        // 取第2位值并输出, 结果应为 0000 1011
        for (byte i = 7; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("%d ", getBitValue((byte) source, i));
        }

        // 将第6位置为1并输出 , 结果为 75 (0100 1011)
        System.out.println("\n" + setBitValue((byte) source, 6, (byte) 1));

        // 将第6位取反并输出, 结果应为75(0100 1011)
        System.out.println(reverseBitValue((byte) source, 6));

        // 检查第6位是否为1，结果应为false
        System.out.println(checkBitValue(source, 6));

        // 输出为1的位, 结果应为 0 1 3
        for (byte i = 0; i < 8; i++) {
            if (checkBitValue(source, i)) {
                System.out.printf("%d ", i);
            }
        }

    }

}

七、附MySQL的支持6种位运算

八、参考文章

教你巧用mysql位运算解决多选值存储的问题
mysql 条件位运算实现多值存储
Java 一个字段存多个选项 位运算工具类
【架构思想】告别繁琐的多选值存储，MySQL位运算带你飞！