Bitmasking & Bitwise
Bitmasking e Bitwise são conceitos utilizados principalmente na programação para manipular e representar dados e objetos em nível de bits, permitindo operações eficientes.
Bitmasking refere-se ao processo de usar uma máscara de bits para manipular ou verificar o valor de bits específicos em um número binário.
Isso é feito usando operadores bitwise, como AND (&), OR (|), XOR (^), NOT (~), entre outros. As máscaras de bits são usadas para definir quais bits de um número serão modificados, testados ou habilitados.
Para que serve?
Permissões e Estados: Pode ser usado para representar e manipular permissões ou estados em um sistema. Por exemplo, em um sistema de permissões, cada bit pode representar um nível de acesso.
Compactar Dados e Informações: Em algumas situações, é possível compactar várias informações em um único campo usando bitmasking.
Otimização: O uso de bitmasking pode ser mais eficiente em termos de tempo e espaço ao economizar campos na tabela.
Breve resumo sobre bits, bytes e bases
O nível mais básico da representação de qualquer coisa em um computador é um bit.
Um bit é apenas um valor, podendo ser 0 ou 1. Chamamos de Nibble quando temos quatro bits 0000 ou 1111. Já um byte é composto por 08 bits: 0000 0000 ou 1111 1111.
Temos também a Word, que são 16 bits: 0000 0000 0000 0000 ou 1111 1111 1111 1111.
O que significa tudo isso?
Se o Bit que possui o valor 1 está ligado e com o valor 0 está desligado. Então, em um Byte nós temos 08 opções de valores.
Esses valores podem ser: campos, objetos, validações, ciclo de processos e muito mais.
A melhor parte é que não tem um fim, você pode habilitar quantos bits forem necessários.
Para que possamos trabalhar com as operações Bitwise, nós fazemos a conversão da Base 02 para a Base 10, ou melhor, de binário (Base 02) para decimal (Base 10).
A melhor e mais prática maneira de trabalhar com isso é já mapear os valores dos bits.
Abaixo tem uma tabela exemplo das conversões:
Como Utilizar o Bitwise no SQL?
O primeiro passo é definir os quais são os valores que cada bit está relacionado.
Vou levar em consideração uma tabela de fato relacionado a um e-commerce.
Ciclo de vida de um pedido:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Atributo Valor
--------------------------------------
Pedido Realizado 1
Pagamento em Processamento 2
Pagamento Identificado 4
Entrega Rápida 8
Pedido Enviado para Entrega 16
Pedido Entregues 32
Feedback do Cliente 64
Pedido Cancelado 128
Esse é um exemplo de como ficariam alguns exemplos usando Bitwise para adicionar os valores:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
-- Pedido Realizado
SELECT 1 | 1 -- (1)
-- Pagamento em Processamento
SELECT 1 | 2 -- (3)
-- Pagamento Identificado
SELECT 1 | 2 | 4 -- (7)
-- O pedido já foi enviado?
SELECT 1 | 2 | 16 -- (19)
-- Que tal uma entrega rápida?
SELECT 1 | 2 | 8 | 16 -- (27)
-- O cliente quer cancelar a opção entrega rápida?
SELECT 27 & ~8 -- (19)
-- Antes de remover, a opção Entrega Rápida está habilitada?
DECLARE @status INT = 27;
-- Verificar se o bit 8 está ligado (retorna 1 se estiver ligado, 0 se estiver desligado)
SELECT CASE WHEN (@status & 8) > 0 THEN 1 ELSE 0 END AS Bit8IsOn;
O que estamos fazendo aqui? Basicamente, desligando e ligando bits.
E de onde vem esses outros números? Bom, essa tabela vai conseguir te explicar melhor.
Se você reparar na opção Pagamento em processamento, nós ativamos os dois bits iniciais 0011, com isso, ele retorna um 3.
E isso é o que chamamos de Bitmasking com manipulação Bitwise no SQL.
Obrigado por ler até aqui!