【算法数据结构初阶篇】：位图bitMap
在java中，一個(gè)int類型占4個(gè)字節(jié)，也就是32bit，我們用一個(gè)int數(shù)組來表示時(shí) new int[32],總計(jì)占用內(nèi)存大概32*32bit,如果說我們存放的海量數(shù)據(jù)，億萬(wàn)級(jí)非常大，那么這些基本數(shù)據(jù)類型都不夠用的，則可以用int字節(jié)碼的每一位表示一個(gè)數(shù)字，比如int類型32位，可以存放0-31共32個(gè)數(shù)值，那么32個(gè)數(shù)字只需要一個(gè)int類型所占內(nèi)存空間大小就夠了，這樣在大數(shù)據(jù)量的情況下會(huì)節(jié)省很多內(nèi)存。
?一、位圖作用
存放海量數(shù)據(jù)，節(jié)省存儲(chǔ)空間有明顯優(yōu)勢(shì)
二、位圖實(shí)現(xiàn)
一、思路分析
位圖的定義我們大概了解，就是通過定義一個(gè)整形數(shù)值后，將原本只表示1個(gè)數(shù)值的情況下，擴(kuò)大了可以存放幾十個(gè)數(shù)及以上的結(jié)構(gòu)，比如我們要存放0-63的數(shù)，共64個(gè)數(shù)，那么我們就定義一個(gè)long型變量，有8個(gè)字節(jié)，64位，二進(jìn)制就是64位，那么每一位從左到右就可以表示0，1，2..,63，如果有數(shù)則可以賦值1 沒有則表示0 比如保存1，那么就是第二位賦值1 ，以此類推
下面我們演示下，傳遞一個(gè)數(shù)值，保存到一個(gè)long[] arr數(shù)組中，簡(jiǎn)單了解下:
arr[0]存放的值： 0 - 63? ? ? ? ??
arr[1]存放的值： 64 - 127
arr[2]存放的值： 128 - 191
.....
num =4? 存放的位置就是 arr[0] 第一個(gè)元素 因?yàn)?num /64 = 0 ，元素二進(jìn)制?00..10000 第五位賦值1
?二、代碼演示
package class05;import java.util.HashSet;public class Code02_BitMap2 {// 這個(gè)類的實(shí)現(xiàn)是正確的public static class BitMap {//定義long數(shù)組，一個(gè)元素可以存放64個(gè)數(shù)，因?yàn)閘ong類型是8字節(jié) 64位private long[] bits;//定義數(shù)組長(zhǎng)度，需要先給需要存儲(chǔ)的數(shù)集的最大值 (max+64/64) 表示需要多少個(gè)，如 max是63 那個(gè)得 1 只需一個(gè)元素就可以//如果是64 得 2，就需要2個(gè)元素 因?yàn)橐粋€(gè)Long64位 存放0-63的數(shù)值， 接著是64-127public BitMap(int max) { bits = new long[(max + 64) >> 6];}/*保存數(shù)值1.num>>6 表示先將目標(biāo)數(shù)值除以64 得到該數(shù)值是位于bits數(shù)組的第幾個(gè)，比如63 / 64 = 0 在bit[0] 64/64=1 bit[1]..2.num & 63 表示num % 64 , 即看在該元素的第幾位， 2的6次方=64 第7位1000000 所以可以知道求模后肯定余數(shù)是1-6位的數(shù)，那么與運(yùn)算 111111 即 63 就能表示1-6的值，也就是余數(shù)，也就得到是位于該元素中的第幾位了 比如余數(shù)0 那么就是第一位 ，1 就是第二位... 確定了這個(gè)余數(shù) 即第幾位，那么我們就用 1l << 余數(shù)(1必須要為long型 1L 取值長(zhǎng)度才不會(huì)越界，int是32位，所以右移63肯定位數(shù)不夠) 將1右移余數(shù)位，比如余數(shù)1 那么就1L右移一位，表示在這個(gè)位置標(biāo)1了。3.前面得到了對(duì)應(yīng)在第幾個(gè)元素中的第幾位，最后就是需要在這個(gè)元素的這個(gè)位置賦值1. 那么就是可以將元素位置bits[num >>6] =bits[num >>6] | (1L << (num & 64) 即或運(yùn)算 前面得到的具體位置，有1 則表示1 所以就給元素的對(duì)于位置賦值1了*/public void add(int num) {bits[num >> 6] |= (1L << (num & 63));}/*刪除數(shù)值， 就是將對(duì)應(yīng)的元素中的第幾位 將其1改成01.bits[num >> 6] 元素所在數(shù)組的元素， 1L << (num & 63) 64位元素中的第幾位 表示存放著num2.對(duì)1L << (num & 63) 取反， 就得到一個(gè) 1111...01111 即將存放位賦值0 其他為13.將取反后的數(shù) 與bits[num >> 6] 所在元素就行 與運(yùn)算， 此時(shí)其他位都位1 與完元素不變，而num所在位是0 與完則為0，則表示將數(shù)組刪除*/public void delete(int num) {bits[num >> 6] &= ~(1L << (num & 63));}/*判斷數(shù)值是否包含，那么就是判斷 bits[num >> 6] 所在元素的(1L << (num & 63)) 所在位 進(jìn)行與運(yùn)算，(1L << (num & 63))所在位為1 其他位都為0 所以與運(yùn)算后 如果為一 表示bits[num >> 6] 的所在位也是1 那么就返回true*/public boolean contains(int num) {return (bits[num >> 6] & (1L << (num & 63))) != 0;}}public static void main(String[] args) {System.out.println("測(cè)試開始！");int max = 10000;BitMap bitMap = new BitMap(max);HashSet<Integer> set = new HashSet<>();int testTime = 10000000;for (int i = 0; i < testTime; i++) {int num = (int) (Math.random() * (max + 1));double decide = Math.random();if (decide < 0.333) {bitMap.add(num);set.add(num);} else if (decide < 0.666) {bitMap.delete(num);set.remove(num);} else {if (bitMap.contains(num) != set.contains(num)) {System.out.println("Oops!");break;}}}for (int num = 0; num <= max; num++) {if (bitMap.contains(num) != set.contains(num)) {System.out.println("Oops!");}}System.out.println("測(cè)試結(jié)束！");}}三、核心總結(jié)?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【算法数据结构初阶篇】：位图bitMap的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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