海量数据处理系列——C语言下实现bitmap算法

bitmap是一个十分有用的结构。所谓的Bit-map就是用一个bit位来标记某个元素对应的Value， 而Key即是该元素。由于采用了Bit为单位来存储数据，因此在存储空间方面，可以大大节省。

如果说了这么多还没明白什么是Bit-map，那么我们来看一个具体的例子，假设我们要对0-7内的5个元素(4,7,2,5,3)排序（这里假设这些元素没有重复）。那么我们就可以采用Bit-map的方法来达到排序的目的。要表示8个数，我们就只需要8个Bit（1Bytes），首先我们开辟1Byte 的空间，将这些空间的所有Bit位都置为0(如下图：)

然后遍历这5个元素，首先第一个元素是4，那么就把4对应的位置为1（可以这样操作 p+(i/8)|(0x01<<(i%8)) 当然了这里的操作涉及到Big-ending和Little-ending的情况，这里默认为Big-ending）,因为是从零开始的，所以要把第五位置为一（如下图）：

然后再处理第二个元素7，将第八位置为1,，接着再处理第三个元素，一直到最后处理完所有的元素，将相应的位置为1，这时候的内存的Bit位的状态如下：

然后我们现在遍历一遍Bit区域，将该位是一的位的编号输出（2，3，4，5，7），这样就达到了排序的目的。下面的代码是用C语言实现的BitMap。

bitmap.h/* *bitmap的c语言实现 *作者：bitileaf *时间：2010-12-18 14:12 */#ifndef _BITMAP_H_#define _BITMAP_H_/* *功能：初始化bitmap *参数： *size：bitmap的大小，即bit位的个数 *start：起始值 *返回值：0表示失败，1表示成功 */int bitmap_init(int size, int start);/* *功能：将值index的对应位设为1 *index:要设的值 *返回值：0表示失败，1表示成功 */int bitmap_set(int index);/* *功能：取bitmap第i位的值 *i：待取位 *返回值：-1表示失败，否则返回对应位的值 */int bitmap_get(int i);/* *功能：返回index位对应的值 */int bitmap_data(int index);/*释放内存*/int bitmap_free();#endif bitmap.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include "bitmap.h"unsigned char *g_bitmap = NULL;int g_size = 0;int g_base = 0;int bitmap_init(int size, int start){    g_bitmap = (char *)malloc((size/8+1)*sizeof(char));    if(g_bitmap == NULL)        return 0;    g_base = start;    g_size = size/8+1;    memset(g_bitmap, 0x0, g_size);    return 1;}int bitmap_set(int index){    int quo = (index-g_base)/8 ;    int remainder = (index-g_base)%8;    unsigned char x = (0x1<<remainder);    if( quo > g_size)        return 0;    g_bitmap[quo] |= x;    return 1; }int bitmap_get(int i){    int quo = (i)/8 ;    int remainder = (i)%8;    unsigned char x = (0x1<<remainder);    unsigned char res;    if( quo > g_size)        return -1;    res = g_bitmap[quo] & x;    return res > 0 ? 1 : 0; }int bitmap_data(int index){    return (index + g_base);}int bitmap_free(){    free(g_bitmap);} 测试程序bitmap_test.c：#include <stdio.h>#include "bitmap.h"int main(){    int a[] = {5,8,7,6,3,1,10,78,56,34,23,12,43,54,65,76,87,98,89,100};    int i;    bitmap_init(100, 0);    for(i=0; i<20; i++)        bitmap_set(a[i]);    for(i=0; i<100; i++)    {        if(bitmap_get(i) > 0 )            printf("%d ", bitmap_data(i));    }    printf("/n");    bitmap_free();    return 0;}