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JDKAPI:
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、JavaBitSet实现原理
在java中,BitSet的实现位于java.util包中:
publicclassBitSetimplementsCloneable,java.io.Serializable { privatefinalstaticintADDRESS_BITS_PER_WORD=6; privatefinalstaticintBITS_PER_WORD=1<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。
publicBitSet() { initWords(BITS_PER_WORD); sizeIsSticky=false; }2、BitSet(intnbits):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。
publicBitSet(intnbits) { //nbitscan'tbenegative;size0isOK if(nbits<0) thrownewNegativeArraySizeException("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:
publicclassAlibaba { publicstaticvoidmain(String[]args) { Randomrandom=newRandom(); Listlist=newArrayList<>(); for(inti=0;i<10000000;i++) { intrandomResult=random.nextint(100000000); list.add(randomResult); } System.out.println("产生的随机数有"); for(inti=0;i 总结
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