浅析关于PHP位运算的简单权限设计

1.写在最前面
最近想写一个简单的关于权限处理的东西，之前我也了解过用二进制数的位运算可以出色地完成这个任务。关于二进制数的位运算，常见的就是“或、与、非”这三种简单运算了，当然，我也查看了下PHP手册，还有“异或、左移、右移”这三个运算。记得上初中时数学老师就开始唠叨个不停了，在此我也不想对此运算再作额外的说明，直接进入正题。

2.如何定义权限
将权限按照2的N次方来定义值，依次类推。为什么要这样子定义呐？这样子定义保证了每个权限值（二进制）中只有一个1，而它恰好对应一种权限。比如：

define('ADD', 1); // 增加权限
define('UPD', 2); // 修改权限
define('SEL', 4); // 查找权限
define('DEL', 8); // 删除权限

3.权限操作
权限操作其实涉及到“角色”这个概念。进行权限操作不外乎是让某个角色赋予某种权限、禁止某种权限和检测某个角色是否拥有某种权限。相对于这三个操作。可以用二进制数间的运算操作来很方便的实现。

// 给予某种权限用到“位或”运算符
$a_access = ADD | UPD | SEL | DEL; // a拥有增删改查权限
$b_access = ADD | UPD | SEL; // b拥有增改查权限
$c_access = ADD | UPD; // c拥有增改权限
// 禁止某种权限用“位与”和“位非”运算符
$d_access = $c_access & ~UPD; // d只拥有了增权限
// 检测是否拥有某种权限用到“位与”运算符
var_dump($b_access & ADD); // 1代表b拥有增权限
var_dump($b_access & DEL); // 0代表b不拥有删权限

4.实现简单的权限类和角色类
运用上面的权限操作方法，可以简单地封装成一个权限类和一个角色类。

/**
 * 简单权限类
 */
class Peak_Auth {
    /**
     * 权限类计数器
     * 作用在于生成权限值
     *
     * @var int
     */
    protected static $authCount = 0;
    /**
     * 权限名称
     *
     * @var string
     */
    protected $authName;
    /**
     * 权限详细信息
     *
     * @var string
     */
    protected $authMessage;
    /**
     * 权限值
     *
     * @var int 2的N次方
     */
    protected $authValue;
    /**
     * 构造函数
     * 初始化权限名称、权限详细信息以及权限值
     *
     * @param string $authName 权限名称
     * @param string $authMessage 权限详细信息
     */
    public function __construct($authName, $authMessage = '') {
        $this->authName = $authName;
        $this->authMessage = $authMessage;
        $this->authValue = 1 << self::$authCount;
        self::$authCount++;
    }
    /**
     * 本类不允许对象复制操作
     */
    private function __clone() {    }
    /**
     * 设置权限详细信息
     *
     * @param string $authMessage
     */
    public function setAuthMessage($authMessage) {
        $this->authMessage = $authMessage;
    }
    /**
     * 获取权限名称
     *
     * @return string
     */
    public function getAuthName() {
        return $this->authName;
    }
    /**
     * 获取权限值
     *
     * @return int
     */
    public function getAuthValue() {
        return $this->authValue;
    }
    /**
     * 获取权限详细信息
     *
     * @return string
     */
    public function getAuthMessage() {
        return $this->authMessage;
    }
}
/**
 * 简单角色类
 *
 * @author 27_Man
 */
class Peak_Role {
    /**
     * 角色名
     *
     * @var string
     */
    protected $roleName;
    /**
     * 角色拥有的权限值
     *
     * @var int
     */
    protected $authValue;
    /**
     * 父角色对象
     *
     * @var Peak_Role
     */
    protected $parentRole;
    /**
     * 构造函数
     *
     * @param string $roleName 角色名
     * @param Peak_Role $parentRole 父角色对象
     */
    public function __construct($roleName, Peak_Role $parentRole = null) {
        $this->roleName = $roleName;
        $this->authValue = 0;
        if ($parentRole) {
            $this->parentRole = $parentRole;
            $this->authValue = $parentRole->getAuthValue();
        }
    }
    /**
     * 获取父角色的权限
     */
    protected function fetchParenAuthValue() {
        if ($this->parentRole) {
            $this->authValue |= $this->parentRole->getAuthValue();
        }
    }
    /**
     * 给予某种权限
     *
     * @param Peak_Auth $auth
     * @return Peak_Role 以便链式操作
     */
    public function allow(Peak_Auth $auth) {
        $this->fetchParenAuthValue();
        $this->authValue |=  $auth->getAuthValue();
        return $this;
    }
    /**
     * 阻止某种权限
     *
     * @param Peak_Auth $auth
     * @return Peak_Role 以便链式操作
     */
    public function deny(Peak_Auth $auth) {
        $this->fetchParenAuthValue();
        $this->authValue &= ~$auth->getAuthValue();
        return $this;
    }
    /**
     * 检测是否拥有某种权限
     *
     * @param Peak_Auth $auth
     * @return boolean
     */
    public function checkAuth(Peak_Auth $auth) {
        return $this->authValue & $auth->getAuthValue();
    }
    /**
     * 获取角色的权限值
     *
     * @return int
     */
    public function getAuthValue() {
        return $this->authValue;
    }
}

5.对权限类和角色类的简单操作例子

// 创建三个权限：可读、可写、可执行
$read = new Peak_Auth('CanRead');
$write = new Peak_Auth('CanWrite');
$exe = new Peak_Auth('CanExe');
// 创建一个角色 User
$user = new Peak_Role('User');
// 创建另一个角色 Admin，他拥有 User 的所有权限
$admin = new Peak_Role('Admin', $user);
// 给予 User 可读、可写的权限
$user->allow($read)->allow($write);
// 给予 Admin 可执行的权限，另外他还拥有 User 的权限
$admin->allow($exe);
// 禁止 Admin 的可写权限
$admin->deny($write);
// 检测 Admin 是否具有 某种权限
var_dump($admin->checkAuth($read));
var_dump($admin->checkAuth($write));
var_dump($admin->checkAuth($exe));