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BitSet类 使用详解 节省内存

Posted on 2013-06-14 11:24 云云 阅读(5031) 评论(0)  编辑  收藏

(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

  1. package com;
  2. import java.util.BitSet;
  3. public class MainTestThree {
  4. /**
  5. * @param args
  6. */
  7. public static void main(String[] args) {
  8. BitSet bm=new BitSet();
  9. System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());
  10. bm.set(0);
  11. System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());
  12. bm.set(1);
  13. System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());
  14. System.out.println(bm.get(65));
  15. System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());
  16. bm.set(65);
  17. System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());
  18. }
  19. }

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。

  1. package com;
  2. import java.util.BitSet;
  3. public class MianTestFour {
  4. /**
  5. * @param args
  6. */
  7. public static void main(String[] args) {
  8. BitSet bm1=new BitSet(7);
  9. System.out.println(bm1.isEmpty()+"--"+bm1.size());
  10. BitSet bm2=new BitSet(63);
  11. System.out.println(bm2.isEmpty()+"--"+bm2.size());
  12. BitSet bm3=new BitSet(65);
  13. System.out.println(bm3.isEmpty()+"--"+bm3.size());
  14. BitSet bm4=new BitSet(111);
  15. System.out.println(bm4.isEmpty()+"--"+bm4.size());
  16. }
  17. }


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。

  1. package com;
  2. import java.util.BitSet;
  3. public class MainTestFive {
  4. /**
  5. * @param args
  6. */
  7. public static void main(String[] args) {
  8. int[] shu={2,42,5,6,6,18,33,15,25,31,28,37};
  9. BitSet bm1=new BitSet(MainTestFive.getMaxValue(shu));
  10. System.out.println("bm1.size()--"+bm1.size());
  11. MainTestFive.putValueIntoBitSet(shu, bm1);
  12. printBitSet(bm1);
  13. }
  14. //初始全部为false,这个你可以不用,因为默认都是false
  15. public static void initBitSet(BitSet bs){
  16. for(int i=0;i<bs.size();i++){
  17. bs.set(i, false);
  18. }
  19. }
  20. //打印
  21. public static void printBitSet(BitSet bs){
  22. StringBuffer buf=new StringBuffer();
  23. buf.append("[\n");
  24. for(int i=0;i<bs.size();i++){
  25. if(i<bs.size()-1){
  26. buf.append(MainTestFive.getBitTo10(bs.get(i))+",");
  27. }else{
  28. buf.append(MainTestFive.getBitTo10(bs.get(i)));
  29. }
  30. if((i+1)%8==0&&i!=0){
  31. buf.append("\n");
  32. }
  33. }
  34. buf.append("]");
  35. System.out.println(buf.toString());
  36. }
  37. //找出数据集合最大值
  38. public static int getMaxValue(int[] zu){
  39. int temp=0;
  40. temp=zu[0];
  41. for(int i=0;i<zu.length;i++){
  42. if(temp<zu[i]){
  43. temp=zu[i];
  44. }
  45. }
  46. System.out.println("maxvalue:"+temp);
  47. return temp;
  48. }
  49. //放值
  50. public static void putValueIntoBitSet(int[] shu,BitSet bs){
  51. for(int i=0;i<shu.length;i++){
  52. bs.set(shu[i], true);
  53. }
  54. }
  55. //true,false换成1,0为了好看
  56. public static String getBitTo10(boolean flag){
  57. String a="";
  58. if(flag==true){
  59. return "1";
  60. }else{
  61. return "0";
  62. }
  63. }
  64. }



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


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