ビットを使って複雑な条件を簡単にする

フラグじゃなくてビットを使う

とあるサービスのユーザー情報を格納するテーブルを設計するとします。
そのサービスでは、ユーザーが開発言語に何を使うかを登録していて、使う言語の組み合わせで検索することが多いとします。

そんな時に、

 use_c
 use_c_plus_plus
 use_java
 use_php
 use_perl
 use_python
 ...

のように延々とフラグを作ってしまうと、これらをAND/OR条件で検索しようと思うと、

use_c = 1 AND use_c_plus_plus = 1 
use_c = 1 AND (use_java = 1 OR use_c_plus_plus = 1)

みたいなことになりますが、これが30言語くらいあったら、割と大変な事になりそうです。
また、フラグを追加したいと思ったら、ALTER TABLEしないといけません。レコード数が多いと厳しいですね。

そんな時に、ビットを使ってみると良いかも知れません。例えば次のようなフィールドを作ります。

use_language

ここに入る値は以下の値をビットORしたものです。

1 ... C
2 ... C++
4 ... JAVA
8 ... C#
16 ... PHP
32... Perl
64 ... Python
128 ... Ruby
...

つまり、

use_language が 3 であれば、C、C++を使える人(1 | 2 = 3)
use_language が 33 であれば、 C、Perlを使える人(1 | 32 = 33)

といった具合です。

ビットを使って条件を作る

このようなフィールドの場合、次のような条件で検索したい時に簡単に書けます。

C と C++ を使える人

use_language & 3 == 3

Perl または、Pythonを使える人

use_language & 96

C と、Java または C++が使える人

use_language & 1 AND use_language & 6

PHP以外を使える人

use_language & ~ 16

といった感じです。

Webのformを書く時でも、

<input type="checkbox" name="use_language" value="1">C
<input type="checkbox" name="use_language" value="2">C++
<input type="checkbox" name="use_language" value="4">JAVA
<input type="checkbox" name="use_language" value="8">C#
...

みたいにして、

 my $use_langulage = 0;
 foreach my $bit ($q->param('use_language')) {
     $use_language |= $bit;
 }

とかすれば、条件に渡すビットが出来上がります。

値から文字への変換

値から文字列を表示する場合のためには、以下のようなコンスタントを作ります。

 use constant BIT2LANGUAGE => {
    1      => 'C',
    1 << 1 => 'C++',
    1 << 2 => 'JAVA',
    1 << 3 => 'C#',
    1 << 4 => 'PHP',
    1 << 5 => 'Perl',
    1 << 6 => 'Python',
    1 << 7 => 'Ruby',
 };

次のようにすれば、使える言語の文字列が取得できます。

 my $bit2lang = BIT2LANGUAGE;
 my @lang;
 my $use_language = $row->use_language;
 foreach my $bit (keys %$bit2lang) {
   push @lang, $bit2lang->{$bit} if $bit & $use_language
 }

Template内で ビットAND/OR したい場合

TTならプラグインやフィルタ、Text::Xslateなら関数を作ればいいんじゃないかと思います。
Text::Xslateなら、コンストラクタに次のように渡せば良いでしょう。

  Text::Xslate->new(
    {functions => {
       bit_and => sub { ($_[0] + 0) & $_[1] },
    }},
  )

※文字同士のビットANDになってしまうと希望と違う結果になってしまうので、片方に + 0 をしています。
テンプレート内では以下のように。

 [% IF bit_and(use_language, 32); 'Perl使い'; END %]

デメリット

• ビットなので integerの場合、31個の条件しか使えません(bigintやunsigned int 使えば、もっと使えますが)
• MySQLはビットAND/ORの演算ができますが、出来ないデータベースもあります
• 可読性が低いです。値を見て、32だからPerlだなぁとか、161だから、C、Perl、Rubyだなぁ、とか。ぱっと見わかりません

まとめ

というわけで、ビットを条件で組むと便利かも知れませんよっていう話でした。

明日は walf443さんです！