mongodb位运算$bit介绍及使用场景详解

最近在做一个教学相关一个项目，由于是一个多租户SaaS平台，需要支持租户完全自定义课程的属性，如：城市、区域、校区、年级、科目以及学费、杂费等等，于是我们选用的数据库是mongoDB。其中一个模块是课程上架模块。与本博文相关大致需求如下：课程包括年级，年级可以多选，譬如一堂素能课程是1~3 年级一起上。大致落库后数据如下：

{
  "_id": "5fe579e50bbc4871415352d3",
  "name": "舞蹈课",
  "gradeList": [
    "一年级","二年级","三年级"
  ]
}

现在需要一年级和三年级的所有课程，当然我们通过$elemMatch也是可以查询的，查询语句如下：

db.course_info.find({
  "gradeList": {"$elemMatch": {"$in": ["一年级", "三年级"]}}
});

接下来我们实践一下通过$bit的方式来满足我们的查询需求。首先我们需要增加一个隐射gradeList的字段。假设一共有6个年级 ，那么我们就用一个6位的二进制代表6个年级 ，包含为：1，不包含为：0。那么我们可以通过111000来表示某课程为1~3年级的。

接下来我们通过以下语句，增加年级的映射字段：

db.course_info.update({"_id" : ObjectId("5fe579e50bbc4871415352d3")}, 
    {$set:{"gradeIndex": NumberInt(56)}}, 
    { multi: false, upsert: false}
);

二进制111000转换为十进制为56

那么我们可以通过以下语句查询：

#周一，周三，周五任意一天有课的
db.course_info.find( { gradeIndex: { "$bitsAnySet": [ 1, 3, 5 ] } } );
#周一，周三，周五全部有课的
db.course_info.find( { gradeIndex: { "$bitsAllSet": [ 1, 3, 5] } } );

举一反三，我们需要针对某个课程进行排课，假如一共有10节课，每一节可对于一个上课时间。现在我需要按星期搜索，譬如要查询所有周一，周三，周五需要上课的课程。同样我们可以把排班计划周一到周日映射为二进制：1111111。

附1：按位查询运算符语法

方法名	描述
$bitsAllClear	指定位或运算全部为0
$bitsAllSet	指定位或运算全部为1
$bitsAnyClear	指定位或运算任意为0
$bitsAnySet	指定位或运算任意为1

附2：java进制转换

//二进制转十进制
int value = Integer.parseInt("111000",2);
System.out.println(value);
//十进制转二进制
String binary = Integer.toBinaryString(value);
System.out.println(binary);

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