浅谈Java BitSet使用场景和代码示例

一、什么是bitset？

　　注：以下内容来自jdk api:

　　bitset类实现了一个按需增长的位向量。位set的每一个组件都有一个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。

一个bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。bitset中数组大小会随需要增加。这和位向量（vectorofbits）比较类似。

这是一个传统的类，但它在java2中被完全重新设计。

bitset定义了两个构造方法。

第一个构造方法创建一个默认的对象：

bitset()

第二个方法允许用户指定初始大小。所有位初始化为0。

bitset(intsize)

二、java bitset实现原理

　　在java中，bitset的实现位于java.util包中：

public class bitset implements cloneable, java.io.serializable 
{
	private final static int address_bits_per_word = 6;
	private final static int bits_per_word = 1 << address_bits_per_word;
	private final static int bit_index_mask = bits_per_word - 1;
	/* used to shift left or right for a partial word mask */
	private static final long word_mask = 0xffffffffffffffffl;
	private static final objectstreamfield[] serialpersistentfields =
	   {
	    new objectstreamfield("bits", long[].class),
}
;
/**
   * the internal field corresponding to the serialfield "bits".
   */
private long[] words;
.....
}

可以看到，bitset的底层实现是使用long数组作为内部存储结构的，所以bitset的大小为long类型大小(64位)的整数倍。

　　它有两个构造函数：

　　1、bitset()：创建一个新的位 set，默认大小是64位。

public bitset() 
{
    initwords(bits_per_word);
    sizeissticky = false;
}

　2、bitset(int nbits)：创建一个位set，它的初始大小足以显式表示索引范围在 0 到 nbits-1 的位。

public bitset(int nbits)
   {
    // nbits can't be negative; size 0 is ok
    if (nbits < 0)
      throw new negativearraysizeexception("nbits < 0: " + nbits);
    initwords(nbits);
    sizeissticky = true;
  }

　　注：

　　1、如果指定了bitset的初始化大小，那么会把他规整到一个大于或者等于这个数字的64的整倍数。比如64位，bitset的大小是1个long，而65位时，bitset大小是2个long，即128位。做这么一个规定，主要是为了内存对齐，同时避免考虑到不要处理特殊情况，简化程序。

　　2：bitset的size方法：返回此 bitset 表示位值时实际使用空间的位数，值是64的整数倍

　　　length方法：返回此 bitset 的“逻辑大小”：bitset 中最高设置位的索引加 1　　

三、使用场景

　　常见的应用场景是对海量数据进行一些统计工作，比如日志分析、用户数统计等。

　　之前在阿里的实习面试就被问到一道题：有1千万个随机数，随机数的范围在1到1亿之间。现在要求写出一种算法，将1到1亿之间没有在随机数中的数求出来？

　　代码示例如下：　

public class alibaba
{
	public static void main(string[] args)
	  {
		random random=new random();
		list<integer> list=new arraylist<>();
		for (int i=0;i<10000000;i++)
		    {
			int randomresult=random.nextint(100000000);
			list.add(randomresult);
		}
		system.out.println("产生的随机数有");
		for (int i=0;i<list.size();i++)
		    {
			system.out.println(list.get(i));
		}
		bitset bitset=new bitset(100000000);
		for (int i=0;i<10000000;i++)
		    {
			bitset.set(list.get(i));
		}
		system.out.println("0~1亿不在上述随机数中有"+bitset.size());
		for (int i = 0; i < 100000000; i++)
		    {
			if(!bitset.get(i))
			      {
				system.out.println(i);
			}
		}
	}
}

总结

以上就是本文关于浅谈java bitset使用场景和代码示例的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！