Java中BitSet使用

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java.util.BitSet，採用位元運算；

官方API：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/BitSet.html

 

摘要: BitSet的使用情境及簡單樣本，可用於在JAVA程式中實現unqiue功能。

BitSet簡介

    類實現了一個按需增長的位向量。位 set 的每個組件都有一個boolean值。用非負的整數將BitSet的位編入索引。可以對每個編入索引的位進行測試、設定或者清除。通過邏輯與、邏輯或和邏輯異或操作，可以使用一個BitSet修改另一個BitSet的內容。

    預設情況下，set 中所有位的初始值都是false。

    每個位 set 都有一個當前大小，也就是該位 set 當前所用空間的位元。注意，這個大小與位 set 的實現有關，所以它可能隨實現的不同而更改。位 set 的長度與位 set 的邏輯長度有關，並且是與實現無關而定義的。

    除非另行說明，否則將 null 參數傳遞給BitSet中的任何方法都將導致NullPointerException。

    在沒有外部同步的情況下，多個線程操作一個BitSet是不安全的

基本原理

    BitSet是位操作的對象，值只有0或1即false和true，內部維護了一個long數組，初始只有一個long，所以BitSet最小的size是64，當隨著儲存的元素越來越多，BitSet內部會動態擴充，最終內部是由N個long來儲存，這些針對操作都是透明的。

    用1位來表示一個資料是否出現過，0為沒有出現過，1表示出現過。使用用的時候既可根據某一個是否為0表示，此數是否出現過。

    一個1G的空間，有 8*1024*1024*1024=8.58*10^9bit，也就是可以表示85億個不同的數

使用情境

    常見的應用是那些需要對海量資料進行一些統計工作的時候，比如日誌分析、使用者數統計等等

    如統計40億個資料中沒有出現的資料，將40億個不同資料進行排序等。
    現在有1千萬個隨機數，隨機數的範圍在1到1億之間。現在要求寫出一種演算法，將1到1億之間沒有在隨機數中的數求出來

程式碼範例

 

package util;import java.util.Arrays;import java.util.BitSet;public class BitSetDemo {    /**     * 求一個字串包含的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());    }    /**     * 求素數 有無限個。一個大於1的自然數，如果除了1和它本身外，不能被其他自然數整除(除0以外）的數稱之為素數(質數） 否則稱為合數     */    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("%5d", i);                if (++counter % 15 == 0)                    System.out.println();            }        }        System.out.println();    }        /**     * 進行數字排序     */    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);        // 雖然可以自動擴容，但盡量在構造時指定估算大小,預設為64        System.out.println("BitSet size: " + bitSet.size());        for (int i = 0; i < array.length; i++) {            bitSet.set(array[i]);        }        //剔除重複數字後的元素個數        int bitLen=bitSet.cardinality();            //進行排序，即把bit為true的元素複製到另一個數組        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為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("---------------------------");    }        /**     * 將BitSet對象轉化為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;    }     /**     * 將ByteArray對象轉化為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;    }        /**     * 簡單使用樣本     */    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使用樣本        BitSetDemo.containChars("How do you do? 你好呀");        BitSetDemo.computePrime();        BitSetDemo.sortArray();        BitSetDemo.simpleExample();                        //BitSet與Byte數組互轉樣本        BitSet bitSet = new BitSet();        bitSet.set(3, true);        bitSet.set(98, true);        System.out.println(bitSet.size()+","+bitSet.cardinality());        //將BitSet對象轉成byte數組        byte[] bytes = BitSetDemo.bitSet2ByteArray(bitSet);        System.out.println(Arrays.toString(bytes));                 //在將byte數組轉回來        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");        }    }}

 參考：http://www.cnblogs.com/yellowb/p/3647442.html

參考：http://blog.csdn.net/haojun186/article/details/8482343

轉載自：https://my.oschina.net/cloudcoder/blog/294810

 

Java中BitSet使用（轉）