BitSet的使用場景及簡單示例

BitSet簡介

類實現了一個按需增長的位向量。位 set 的每個組件都有一個boolean值。用非負的整數將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。注意，這個大小與位 set 的實現有關，所以它可能隨實現的不同而更改。位 set 的長度與位 set 的邏輯長度有關，並且是與實現無關而定義的。

除非另行說明，否則將 null 參數傳遞給BitSet中的任何方法都將導致NullPointerException。

在沒有外部同步的情況下，多個線程操作一個BitSet是不安全的

基本原理

用1位來表示一個數據是否出現過，0為沒有出現過，1表示出現過。使用用的時候既可根據某一個是否為0表示，此數是否出現過。

一個1G的空間，有 8*1024*1024*1024=8.58*10^9bit，也就是可以表示85億個不同的數

使用場景

常見的應用是那些需要對海量數據進行一些統計工作的時候，比如日志分析、用戶數統計等等

如統計40億個數據中沒有出現的數據，將40億個不同數據進行排序等。
現在有1千萬個隨機數，隨機數的范圍在1到1億之間。現在要求寫出一種算法，將1到1億之間沒有在隨機數中的數求出來

代碼示例
package util;

import java.util.BitSet;

public class BitSetDemo {
private BitSet used = new BitSet();

/**
* 求一個字符串包含的char
*
*/
public void contrainChars(String str) {
for (int i = 0; i < str.length(); i++)
used.set(str.charAt(i)); // set bit for char

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("[");
int size = used.size();
System.out.println(size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (used.get(i)) {
sb.append((char) i);
}
}
sb.append("]");
System.out.println(sb.toString());
}

/**
* 求素數
* 有無限個。一個大於1的自然數，如果除了1和它本身外，不能被其他自然數整除(除0以外）的數稱之為素數(質數） 否則稱為合數
*/
public void computePrime() {
BitSet sieve = new BitSet(1024);
int size = sieve.size();
for (int i = 2; i < size; i++)
sieve.set(i);
int finalBit = (int) Math.sqrt(sieve.size());

for (int i = 2; i < finalBit; i++)
if (sieve.get(i))
for (int j = 2 * i; j < size; j += i)
sieve.clear(j);

int counter = 0;
for (int i = 1; i < size; i++) {
if (sieve.get(i)) {
System.out.printf("%5d", i);
if (++counter % 15 == 0)
System.out.println();
}
}
System.out.println();
}

/**
* 簡單使用示例
*/
public void simpleExample() {
String names[] = { "Java", "Source", "and", "Support" };
BitSet bits = new BitSet();
for (int i = 0, n = names.length; i < n; i++) {
if ((names[i].length() % 2) == 0) {
bits.set(i);
}
}

System.out.println(bits);
System.out.println("Size : " + bits.size());
System.out.println("Length: " + bits.length());
for (int i = 0, n = names.length; i < n; i++) {
if (!bits.get(i)) {
System.out.println(names[i] + " is odd");
}
}
BitSet bites = new BitSet();
bites.set(0);
bites.set(1);
bites.set(2);
bites.set(3);
bites.andNot(bits);
System.out.println(bites);
}

public static void main(String args[]) {
BitSetDemo bs = new BitSetDemo();
bs.contrainChars("How do you do? 你好呀");
bs.computePrime();
bs.simpleExample();
}
}