java中的BitSet学习

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(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) 一些方法 
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 BitSet
public 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]

 

2. java.util.BitSet 研究（存数海量数据时的一个途径）

 

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=9
2，声明一个BitSet bs,它的size是maxvalue+1=10
3，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。

 

 

看看测试例子

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());
    }

}

 输出：
 true--64
false--64
false--64
false
false--64
false--128
 
说明默认的构造函数声明一个64位的BitSet，值都是false。
如果你要用的位超过了默认size,它会再申请64位，而不是报错。

package com;

import java.util.BitSet;

public class MianTestFour {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        BitSet bm1=new BitSet(7);
        System.out.println(bm1.isEmpty()+"--"+bm1.size());

        BitSet bm2=new BitSet(63);
        System.out.println(bm2.isEmpty()+"--"+bm2.size());

        BitSet bm3=new BitSet(65);
        System.out.println(bm3.isEmpty()+"--"+bm3.size());

        BitSet bm4=new BitSet(111);
        System.out.println(bm4.isEmpty()+"--"+bm4.size());
    }

}

 

输出：
true--64
true--64
true--128
true--128

说明你申请的位都是以64为倍数的，就是说你申请不超过一个64的就按64算，超过一个不超过
2个的就按128算。

 

package com;

import java.util.BitSet;

public class MainTestFive {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] shu={2,42,5,6,6,18,33,15,25,31,28,37};
        BitSet bm1=new BitSet(MainTestFive.getMaxValue(shu));
        System.out.println("bm1.size()--"+bm1.size());

        MainTestFive.putValueIntoBitSet(shu, bm1);
        printBitSet(bm1);
    }

    //初始全部为false，这个你可以不用，因为默认都是false
    public static void initBitSet(BitSet bs){
        for(int i=0;i<bs.size();i++){
            bs.set(i, false);
        }
    }
    //打印
    public static void printBitSet(BitSet bs){
        StringBuffer buf=new StringBuffer();
        buf.append("[\n");
        for(int i=0;i<bs.size();i++){
            if(i<bs.size()-1){
                buf.append(MainTestFive.getBitTo10(bs.get(i))+",");
            }else{
                buf.append(MainTestFive.getBitTo10(bs.get(i)));
            }
            if((i+1)%8==0&&i!=0){
                buf.append("\n");
            }
        }
        buf.append("]");
        System.out.println(buf.toString());
    }
    //找出数据集合最大值
    public static int getMaxValue(int[] zu){
        int temp=0;
        temp=zu[0];
        for(int i=0;i<zu.length;i++){
            if(temp<zu[i]){
                temp=zu[i];
            }
        }
        System.out.println("maxvalue:"+temp);
        return temp;
    }
    //放值
    public static void putValueIntoBitSet(int[] shu,BitSet bs){
        for(int i=0;i<shu.length;i++){
            bs.set(shu[i], true);
        }
    }
    //true,false换成1,0为了好看
    public static String getBitTo10(boolean flag){
        String a="";
        if(flag==true){
            return "1";
        }else{
            return "0";
        }
    }

}

 

输出:
maxvalue:42
bm1.size()--64
[
0,0,1,0,0,1,1,0,
0,0,0,0,0,0,0,1,
0,0,1,0,0,0,0,0,
0,1,0,0,1,0,0,1,
0,1,0,0,0,1,0,0,
0,0,1,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0
]

这样便完成了存值和取值。
注意它会对重复的数字过滤，就是说，一个数字出现过超过2次的它都记成1.
出现的次数这个信息就丢了