Java -- Bitmap位图使用

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         在Java中使用byte[]字节数组来储存bit，1byte = 8bit。对于bit中的第i位，该bit为1则表示true，即数据存在：为0则表示false，即数据不存在。其具体实现分为数据结构的定义、查询方法和修改方法的实现

1. 数据结构的定义

        在如下代码中定义了一个名为Bitmap的类用于位图数据结构的存储，其中byte[]数组用于存储具体的数据，length用于记录数据的长度：

	//以bit为存储单位的数据结构，对于给定的第i位，1表示true，0表示false
public class Bitmap{
	private byte[] bytes;
	//length为位图的长度，实际可操作的下标为[0,length)
	private int length;
	public Bitmap(int length){
		this.length = length;
		bytes = new byte[length%8==0 ? length/8 : length/8+1];
	}
}

2. 查询方法的实现

        位图的查询操作为在拿到目标bit所在的Byte后，将其向右位移（并将高位置0），是目标bit在第一位，这样结果值就是目标bit值，方法如下：

1. 通过byte[index>>3]（等价于byte[index/8]）取到目标bit所在的Byte
2. 令 i = index&7（等价于index%8），使得目标bit在该Byte中的位置
3. 为了将目标bit前面的高位置0（这样位移后的值才等于目标bit本身），需要构建到目标bit为止的低位掩码，即01111111>>>（7-i），再与原Byte做&运算
4. 将结果向右位移i位，使目标bit位处于第1位，结果值即为所求

//获取指定位的值
public boolean get(int index）{
	int i = index & 7;
	//构建到index结束的低位掩码并做&运算(为了将高位置0)，然后将结果一直右移,
	//直到目标位(index位)移到第一位，然后根据其值返回结果
	if((bytes[index >> 3] & (01111111 >>> (7-i))) >> i == 0)
		return false;
	else
		return true;
}

3. 修改方法的实现

        对位图的修改操作根据设定值true或false的不同，分为两种情况

1. 如果value为true，则表示数据存在，将目标位与1做或运算，需要构建目标位为1、其他位为0的操作数
2. 如果value为false，则表示数据不存在，将目标位与0做与运算，需要构建目标位为0、其他位为1的操作数。构建目标位为1且其他位为0的操作数的做法为：1 << (index & 7)

//设置指定位的值
public void set(int index, boolean value){
	if(value)
		//通过给定位index，先定位到对应的Byte，并根据value值进行不同位的操作：
		//1.如果value为true，则目标位应该做或运算，构建“目标位为1，
		//其他位为0”的操作数，为了只合理操作目标位，而不影响其他位
		//2.如果value为false，则目标位应该做与运算，构建“目标位为0，
		//其他位为1”的操作数
		bytes[index >> 3 ] |= 1 << (index & 7 );
		//byte[index/8] = byte[index/8] | (0b0001 << (index%8))
	else
		bytes[index >> 3 ] &= ~(1 << (index & 7 ));
}

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