淺談Java BitSet使用場景和代碼示例

更新時間：2017年12月08日 16:14:41 作者：溫布利往事

這篇文章主要介紹了淺談Java BitSet使用場景和代碼示例，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。

一、什么是BitSet？

　　注：以下內(nèi)容來自JDK API:

　　BitSet類實現(xiàn)了一個按需增長的位向量。位Set的每一個組件都有一個boolean值。用非負的整數(shù)將BitSet的位編入索引。可以對每個編入索引的位進行測試、設置或者清除。通過邏輯與、邏輯或和邏輯異或操作，可以使用一個 BitSet修改另一個 BitSet的內(nèi)容。

　　默認情況下，set 中所有位的初始值都是false。

　　每個位 set 都有一個當前大小，也就是該位 set 當前所用空間的位數(shù)。注意，這個大小與位 set 的實現(xiàn)有關，所以它可能隨實現(xiàn)的不同而更改。位 set 的長度與位 set 的邏輯長度有關，并且是與實現(xiàn)無關而定義的。

一個Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會隨需要增加。這和位向量（vectorofbits）比較類似。

這是一個傳統(tǒng)的類，但它在Java2中被完全重新設計。

BitSet定義了兩個構造方法。

第一個構造方法創(chuàng)建一個默認的對象：

BitSet()

第二個方法允許用戶指定初始大小。所有位初始化為0。

BitSet(intsize)

二、Java BitSet實現(xiàn)原理

　　在java中，BitSet的實現(xiàn)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的底層實現(xiàn)是使用long數(shù)組作為內(nèi)部存儲結構的，所以BitSet的大小為long類型大小(64位)的整數(shù)倍。

　　它有兩個構造函數(shù)：

　　1、BitSet()：創(chuàng)建一個新的位 set，默認大小是64位。

public BitSet() 
{
    initWords(BITS_PER_WORD);
    sizeIsSticky = false;
}

　2、BitSet(int nbits)：創(chuàng)建一個位set，它的初始大小足以顯式表示索引范圍在 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，那么會把他規(guī)整到一個大于或者等于這個數(shù)字的64的整倍數(shù)。比如64位，bitset的大小是1個long，而65位時，bitset大小是2個long，即128位。做這么一個規(guī)定，主要是為了內(nèi)存對齊，同時避免考慮到不要處理特殊情況，簡化程序。

　　2：BitSet的size方法：返回此 BitSet 表示位值時實際使用空間的位數(shù)，值是64的整數(shù)倍

　　　length方法：返回此 BitSet 的“邏輯大小”：BitSet 中最高設置位的索引加 1　　

三、使用場景

　　常見的應用場景是對海量數(shù)據(jù)進行一些統(tǒng)計工作，比如日志分析、用戶數(shù)統(tǒng)計等。

　　之前在阿里的實習面試就被問到一道題：有1千萬個隨機數(shù)，隨機數(shù)的范圍在1到1億之間?，F(xiàn)在要求寫出一種算法，將1到1億之間沒有在隨機數(shù)中的數(shù)求出來？

　　代碼示例如下：　

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("產(chǎn)生的隨機數(shù)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("0~1億不在上述隨機數(shù)中有"+bitSet.size());
		for (int i = 0; i < 100000000; i++)
		    {
			if(!bitSet.get(i))
			      {
				System.out.println(i);
			}
		}
	}
}

總結

以上就是本文關于淺談Java BitSet使用場景和代碼示例的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關專題，如有不足之處，歡迎留言指出。感謝朋友們對本站的支持！

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