最近在寫一個操作Modbus的系統，碰到廠商使用自家的協定，同樣透過RS485接線傳遞byte資料進行設備的DI、DO操作及讀取，碰到了需要進行bit操作的情況，這邊將後來我所用的解法紀錄並分享如下:
要解的問題說明
DO的操作簡單來講就是設定開(ON)跟關(OFF)，以輸入來說，每個bit的輸入1代表開，0代表關，譬如有8個DO(DO1~DO8)，則00110001的輸入表示DO1跟DO5、DO6 三個DO為開，其餘為關。以byte來說，也就是輸入了49就有了上述的效果(00110001=49)；問題是廠商僅提供一次一個byte的輸入模式，因此若今天我們要將DO5關掉，亦即00110001=>00100001，就必須進行bit操作。筆者找了一會並沒有找到golang已經有人寫好的bit操作套件(畢竟bit操作已經有定義好的operator)，因此用以下程式碼來達成。
程式碼
先上程式碼，有些人讀程式碼就可以拿去用了，下面有說明:
byteValue := 49 //00110001
fmt.Printf("%08b \n", byteValue) //可以查看一下
//將byte中某一位設置為0
x := 5 //我們預計將第5位設置為0
newByte := byteValue &^(1<<(x-1))
fmt.Printf("%08b \n", newByte) //00100001
//將byte中某一位設置為1
x = 3
newByte = newByte | (1<<(x-1))
fmt.Printf("%08b \n", newByte) //00100101
程式說明
- fmt.Printf(“%08b”)能將一個byte值用01010101的方式顯示出來，方便我們確認我們的bit操作有成功。
- 將某一位設置為0，我們使用了 &^(1<<x)這樣的操作，這個需要一步步的拆解，就能清楚明白做了甚麼了:
- 1<<(x-1)，首先<< 為golang裡面的位元操作符，表示左移n位數，1用bit表示出來為00000001，<<x-1 (本例中x=5)，表示左移4位數，變成00010000 (順便一說，這也可以說是2的0次方變成2的4次方，每左移一位等於該數乘以2，因此1變成16)。
- ^ 此為bit的反操作符，0變成1，1變成0，因此我們的^(1<<(x-1))= ^(00010000) ，也就變成11101111。
- 最後跟原本的byte做一個&，&為and操作符，兩個byte中的同一個位置的bit操作，兩者皆為1，則&後為1，兩則皆為0或其中有一個為0則&後為0；因此任何byte & 11111111 = byte ，任何byte & 00000000 = 00000000。因此可以想像我們的原始byte & 11101111 後，除了第5位變成0，其餘位數保持不變。
- 因此&^(1<<x-1) 達成我們將第x位數變成0，其餘位數不變的需求。
- 同樣的，將某一位元設置為1，我們需要使用|(1<<(x-1))的操作:
- 其中1<<(x-1)同上所述，(此次我們將x設定為3)，00000001變成00000100
- |為or操作符，兩個byte中的同一位置的bit操作時，兩者中有任一個為1或兩者皆為1則為1，若兩者皆為0才是0，因此任何byte | 00000000 = byte ，任何byte | 11111111 =11111111。
- 上述兩個操作進行起來，我們的原始byte = 00100001 | 00000100 ，大家可以自己做一下練習，自然變成00100101，也就成功將第3碼設為1，其他保持不變了。