java.util.BitSet 详细分析 学习笔记

mac2022-06-30  98

 

1,BitSet类    大小可动态改变, 取值为true或false的位集合。用于表示一组布尔标志。   此类实现了一个按需增长的位向量。位 set 的每个组件都有一个 boolean 值。用非负的整数将 BitSet 的位编入索引。可以对每个编入索引的位进行测试、设置或者清除。通过逻辑与、逻辑或和逻辑异或操作,可以使用一个 BitSet 修改另一个 BitSet 的内容。

默认情况下,set 中所有位的初始值都是 false。

  每个位 set 都有一个当前大小,也就是该位 set 当前所用空间的位数。注意,这个大小与位 set 的实现有关,所以它可能随实现的不同而更改。位 set 的长度与位 set 的逻辑长度有关,并且是与实现无关而定义的。

   除非另行说明,否则将 null 参数传递给 BitSet 中的任何方法都将导致 NullPointerException。 在没有外部同步的情况下,多个线程操作一个 BitSet 是不安全的。

2,构造函数: BitSet() or BitSet(int nbits)

3,方法:

public void set(int pos): 位置pos的字位设置为true。 public void set(int bitIndex, boolean value) 将指定索引处的位设置为指定的值。 public void clear(int pos): 位置pos的字位设置为false。public void clear() : 将此 BitSet 中的所有位设置为 false。 public int cardinality() 返回此 BitSet 中设置为 true 的位数。 public boolean get(int pos): 返回位置是pos的字位值。 public void and(BitSet other): other同该字位集进行与操作,结果作为该字位集的新值。 public void or(BitSet other): other同该字位集进行或操作,结果作为该字位集的新值。 public void xor(BitSet other): other同该字位集进行异或操作,结果作为该字位集的新值。public void andNot(BitSet set) 清除此 BitSet 中所有的位,set - 用来屏蔽此 BitSet 的 BitSetpublic int size(): 返回此 BitSet 表示位值时实际使用空间的位数。public int length() 返回此 BitSet 的“逻辑大小”:BitSet 中最高设置位的索引加 1。 public int hashCode(): 返回该集合Hash 码, 这个码同集合中的字位值有关。 public boolean equals(Object other): 如果other中的字位同集合中的字位相同,返回true。 public Object clone() 克隆此 BitSet,生成一个与之相等的新 BitSet。 public String toString() 返回此位 set 的字符串表示形式。

例1:标明一个字符串中用了哪些字符

import java.util.BitSet; public class WhichChars{ private BitSet used = new BitSet(); public WhichChars(String str){ for(int i=0;i< str.length();i++) used.set(str.charAt(i)); // set bit for char } public String toString(){ String desc="["; int size=used.size(); for(int i=0;i< size;i++){ if(used.get(i)) desc+=(char)i; } return desc+"]"; } public static void main(String args[]){ WhichChars w=new WhichChars("How do you do"); System.out.println(w); } }

运行:C:\work>java WhichChars

[ Hdouwy]

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java.util.BitSet可以按位存储。计算机中一个字节(byte)占8位(bit),我们java中数据至少按字节存储的,比如一个int占4个字节。如果遇到大的数据量,这样必然会需要很大存储空间和内存。如何减少数据占用存储空间和内存可以用算法解决。java.util.BitSet就提供了这样的算法。比如有一堆数字,需要存储,source=[3,5,6,9]用int就需要4*4个字节。java.util.BitSet可以存true/false。如果用java.util.BitSet,则会少很多,其原理是:1,先找出数据中最大值maxvalue=92,声明一个BitSet bs,它的size是maxvalue+1=103,遍历数据source,bs[source[i]]设置成true.最后的值是:(0为false;1为true)bs [0,0,0,1,0,1,1,0,0,1]                3,   5,6,       9

这样一个本来要int型需要占4字节共32位的数字现在只用了1位!比例32:1  这样就省下了很大空间。

例子:

package com; import java.util.BitSet; public class MainTestThree { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { BitSet bm=new BitSet(); System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size()); bm.set(0); System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size()); bm.set(1); System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size()); System.out.println(bm.get(65)); System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size()); bm.set(65); System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size()); } }

代码示例

package util; import java.util.Arrays; import java.util.BitSet; public class BitSetDemo { /** * 求一个字符串包含的char * */ public static void containChars(String str) { BitSet used = new BitSet(); for (int i = 0; i < str.length(); i++) used.set(str.charAt(i)); // set bit for char StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("["); int size = used.size(); System.out.println(size); for (int i = 0; i < size; i++) { if (used.get(i)) { sb.append((char) i); } } sb.append("]"); System.out.println(sb.toString()); } /** * 求素数 有无限个。一个大于1的自然数,如果除了1和它本身外,不能被其他自然数整除(除0以外)的数称之为素数(质数) 否则称为合数 */ public static void computePrime() { BitSet sieve = new BitSet(1024); int size = sieve.size(); for (int i = 2; i < size; i++) sieve.set(i); int finalBit = (int) Math.sqrt(sieve.size()); for (int i = 2; i < finalBit; i++) if (sieve.get(i)) for (int j = 2 * i; j < size; j += i) sieve.clear(j); int counter = 0; for (int i = 1; i < size; i++) { if (sieve.get(i)) { System.out.printf("]", i); if (++counter % 15 == 0) System.out.println(); } } System.out.println(); } /** * 进行数字排序 */ public static void sortArray() { int[] array = new int[] { 423, 700, 9999, 2323, 356, 6400, 1,2,3,2,2,2,2 }; BitSet bitSet = new BitSet(2 << 13); // 虽然可以自动扩容,但尽量在构造时指定估算大小,默认为64 System.out.println("BitSet size: " + bitSet.size()); for (int i = 0; i < array.length; i++) { bitSet.set(array[i]); } //剔除重复数字后的元素个数 int bitLen=bitSet.cardinality(); //进行排序,即把bit为true的元素复制到另一个数组 int[] orderedArray = new int[bitLen]; int k = 0; for (int i = bitSet.nextSetBit(0); i >= 0; i = bitSet.nextSetBit(i + 1)) { orderedArray[k++] = i; } System.out.println("After ordering: "); for (int i = 0; i < bitLen; i++) { System.out.print(orderedArray[i] + "\t"); } System.out.println("iterate over the true bits in a BitSet"); //或直接迭代BitSet中bit为true的元素iterate over the true bits in a BitSet for (int i = bitSet.nextSetBit(0); i >= 0; i = bitSet.nextSetBit(i + 1)) { System.out.print(i+"\t"); } System.out.println("---------------------------"); } /** * 将BitSet对象转化为ByteArray * @param bitSet * @return */ public static byte[] bitSet2ByteArray(BitSet bitSet) { byte[] bytes = new byte[bitSet.size() / 8]; for (int i = 0; i < bitSet.size(); i++) { int index = i / 8; int offset = 7 - i % 8; bytes[index] |= (bitSet.get(i) ? 1 : 0) << offset; } return bytes; } /** * 将ByteArray对象转化为BitSet * @param bytes * @return */ public static BitSet byteArray2BitSet(byte[] bytes) { BitSet bitSet = new BitSet(bytes.length * 8); int index = 0; for (int i = 0; i < bytes.length; i++) { for (int j = 7; j >= 0; j--) { bitSet.set(index++, (bytes[i] & (1 << j)) >> j == 1 ? true : false); } } return bitSet; } /** * 简单使用示例 */ public static void simpleExample() { String names[] = { "Java", "Source", "and", "Support" }; BitSet bits = new BitSet(); for (int i = 0, n = names.length; i < n; i++) { if ((names[i].length() % 2) == 0) { bits.set(i); } } System.out.println(bits); System.out.println("Size : " + bits.size()); System.out.println("Length: " + bits.length()); for (int i = 0, n = names.length; i < n; i++) { if (!bits.get(i)) { System.out.println(names[i] + " is odd"); } } BitSet bites = new BitSet(); bites.set(0); bites.set(1); bites.set(2); bites.set(3); bites.andNot(bits); System.out.println(bites); } public static void main(String args[]) { //BitSet使用示例 BitSetDemo.containChars("How do you do? 你好呀"); BitSetDemo.computePrime(); BitSetDemo.sortArray(); BitSetDemo.simpleExample(); //BitSet与Byte数组互转示例 BitSet bitSet = new BitSet(); bitSet.set(3, true); bitSet.set(98, true); System.out.println(bitSet.size()+","+bitSet.cardinality()); //将BitSet对象转成byte数组 byte[] bytes = BitSetDemo.bitSet2ByteArray(bitSet); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); //在将byte数组转回来 bitSet = BitSetDemo.byteArray2BitSet(bytes); System.out.println(bitSet.size()+","+bitSet.cardinality()); System.out.println(bitSet.get(3)); System.out.println(bitSet.get(98)); for (int i = bitSet.nextSetBit(0); i >= 0; i = bitSet.nextSetBit(i + 1)) { System.out.print(i+"\t"); } } }  

转载于:https://www.cnblogs.com/mayou18/p/6768193.html

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