之前寫過一篇涂鴉之作，使用redis位圖統(tǒng)計日活，位圖是常見的基于數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以把數(shù)組中的每個字節(jié)的每一位都有效利用起來，這樣就可以大大節(jié)省空間，一個字節(jié)就可以記錄8個0或1的值，這就是位圖的基本思想，使用位圖可以輕松記錄日活，判斷某個數(shù)據(jù)是否存在，實現(xiàn)布隆過濾器等。

位圖在內(nèi)部維護(hù)一個數(shù)組，數(shù)組中的每個字節(jié)占8位，所以要表示0~999這1000個數(shù)字只需要125個字節(jié)，對比我們通常使用的一個整數(shù)4字節(jié)而言，極大地節(jié)省了空間。

999998…9876543210

1	1	…	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1

當(dāng)我們要存儲數(shù)據(jù)時，只需將目標(biāo)位設(shè)置為1，即表示該數(shù)據(jù)存在，例如我們要記錄用戶號1，2，5，7當(dāng)日活躍，可以使用1個字節(jié)表示。

76543210

1	0	1	0	0	1	1	0

下面使用Java模擬一下Bitmap。

在Java中使用byte來聲明一個字節(jié)，1byte = 8bit，使用一個字節(jié)數(shù)組即可，另外需要記錄字節(jié)數(shù)組的長度length，方便起見記錄下活躍數(shù)1的個數(shù)active。

public class Bitmap {private byte[] bytes;private int length;private int active;public Bitmap(int length) {length = length;bytes = new byte[length % 8 == 0 ? length / 8 : length / 8 + 1];} }

有了基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們將要設(shè)置的數(shù)據(jù)映射到目標(biāo)bit位，這里根據(jù)value值true或false設(shè)置，其他值0或1均可。

當(dāng)value值為true時，使用目標(biāo)位所在的字節(jié)與1(左移目標(biāo)位個位置，與目標(biāo)位對齊）做或運算，目的就是把原字節(jié)中目標(biāo)位設(shè)置為1。

當(dāng)value值為false時，使用目標(biāo)位所在的字節(jié)與1(左移目標(biāo)位個位置，與目標(biāo)位對齊，并取反) 做與運算，目的就是把原字節(jié)中目標(biāo)位置設(shè)置為0，當(dāng)然這里是兼顧修改操作，如果忽略修改操作，此步可省略。

設(shè)置true的時候順手記錄一下活躍個數(shù)，方便統(tǒng)計活躍數(shù)。

public void set(int index, boolean value) {int i = index % 8;if (value) {active++;bytes[index / 8] |= (1 << i);} else {bytes[index / 8] &= ~(1 << i);} }

有了set操作，繼續(xù)實現(xiàn)一下get操作。

只需找到目標(biāo)位 i 所在的字節(jié)，然后將目標(biāo)位置為最高位，即將目標(biāo)位左邊的位全部置為0，也即將目標(biāo)位右移(7-i)個位置。

然后將獲得的值再次右移 i 位，就得到了目標(biāo)位上的值，值為0則為false，值為1則為true。

public boolean get(int index) {int i = index % 8;if ((bytes[index / 8] & (0b11111111 >>> (7 - i))) >> i == 0) {return false;}return true; }

獲取活躍數(shù)可以直接返回active的值。

public int getActive(){return active; }

這樣就簡單實現(xiàn)了一個Java位圖，覺得有用，點個關(guān)注，如有錯誤，歡迎批評指正。同名公眾號「碼農(nóng)小麥」。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java数据结构之位图的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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