利用位运算进行权限管理

原理

在Linux文件系统中，一个用户对文件或目录所拥有的权限分为三种：”可读”、”可写”和”可执行”，分别用 1 、2 和 4 来表示，它们之间可以任意组合：有“可读”、“可写”权限就用 3 来表示（1 + 2 = 3）；有”可读“、”可执行“权限就用5来表示（1 + 4 = 5），三种权限全部拥有就用 7 表示（1 + 2 + 4 = 7）。

实际上，这种运算是基于二进制的。

假设可执行、可写、可读三种权限分别对应三个状态位，如果用户具有某种权限，那么将对应的状态位标识为“1”，反之则标识为“0”。如图：



如果只有“可读”权限，那么就对应二进制数：001，将这个二进制数转成十进制就得到1；如果同时具有“可读”、“可写”权限，二进制数则对应为： 011，转十进制得：3；同理，三种权限都有的，十进制就等于7。

过位运算符很容易就可以做到类似的权限控制：

//定义权限
//1<<n (n=0,1,2,3....)，等于2的n次方(1,2,4,8,16,32)
define('READ', 1<<0);     // READ=1, 把可读权限放在最右边
define('WRITE', 1<<1);    // WRITE=2, 可读权限向左移一位
define('EXCUTE', 1<<2);   // EXCUTE=4, 可执行权限向左移两位

//赋予权限
$user_permission = READ | WRITE; //$user_permission=3，表示有读和写的权限

//验证权限
echo '可读：', ($user_permission & READ) ? 'Yes' : 'No', "\n";
echo '可写：', ($user_permission & WRITE) ? 'Yes' : 'No', "\n";
echo '可执行：', ($user_permission & EXCUTE) ? 'Yes' : 'No', "\n";

PHP语言本身的错误控制也是用位运算来做的，它甚至还利用了按位异或和按位非，使得错误控制更加精确。

增加和删除权限

原理: 将每个二进制位为一个权限标识位

增加权限使用 | (无论存在与否, 将对应的权限位置1)

删除权限使用 ^ 或 & ~ (无论存在与否, 将对应的权限位置0)

判断权限使用 & (使用与判断对应的权限位是否为1, 是, 返回非0; 不是, 返回0)

define("PUBLIC_ARTICLE",    1);        //发行文章
define("CREATE_ARTICLE",    2);        //添加文章
define("MODIFY_ARTICLE",    4);        //修改文章
define("DELETE_ARTICLE",    8);        //删除文章
define("SHARCH_ARTICLE",    16);        //搜索文章
define("CREATE_COMMENT",    32);        //添加文章评论
define("DELETE_COMMENT",    64);        //删除文章评论

//所有的权限
$final_allow = PUBLIC_ARTICLE | CREATE_ARTICLE | MODIFY_ARTICLE
| DELETE_ARTICLE | SHARCH_ARTICLE | CREATE_COMMENT | DELETE_COMMENT;

echo "管理者拥有的全部权限：" .decbin($final_allow). "<br>";

$no_shearch_allow = $final_allow ^ SHARCH_ARTICLE;
echo "仅无法搜索文章的权限：" .decbin($no_shearch_allow). "<br>";

//编辑人员独有的权限
$editor_allow = PUBLIC_ARTICLE | MODIFY_ARTICLE | DELETE_ARTICLE;
$no_editor_allow = $final_allow & ~$editor_allow;
echo "非编辑人员所有的权限：" .decbin($no_editor_allow). "<br>";

优点和缺陷

位运算的运算对象是二进制的位，速度快，效率高，而且节省存储空间，位运算做权限控制又相当地灵活。但是，位运算也有很大的局限，因为在32位计算机上，位移不能超过32次，这就要求权限数量不超过32种。