JAVA Bitset应用总结

/** * 演示java.util.BitSet类的使用 * BitSet类表示自动增长位集合 * @author Sking */package bitset;import java.util.BitSet;public class BitSetAPITest {public static void main(String[] args){//BitSet的构造函数BitSet b1=new BitSet();BitSet b2=new BitSet(20);//set方法演示for(int i=3;i<20;i+=3)b1.set(i);System.out.println(b1.toString());//{3, 6, 9, 12, 15, 18}for(int i=2;i<15;i+=2)b1.set(i, false);System.out.println(b1.toString());//{3, 9, 15, 18}b2.set(5, 10);System.out.println(b2.toString());//{5, 6, 7, 8, 9}b2.set(8,14,false);System.out.println(b2.toString());//{5, 6, 7}//flip方法演示b2.flip(10,15);System.out.println(b2.toString());//{5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14}b1.flip(15);System.out.println(b1.toString());//{3, 9, 18}//clear方法演示b2.clear(10);System.out.println(b2.toString());//{5, 6, 7, 11, 12, 13, 14}b2.clear(6, 9);System.out.println(b2.toString());//{5, 11, 12, 13, 14}b2.clear();System.out.println(b2.toString());//{}//get方法演示boolean get9=b1.get(9);System.out.println(get9);//trueBitSet b3=b1.get(3,10);System.out.println(b3.toString());//{0, 6}b1.set(7,13);b2.set(9,16);System.out.println(b1.toString());//{3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 18}System.out.println(b2.toString());//{9, 10, 11, 12, 13, 14, 15}//位集操作b1.and(b2);System.out.println(b1.toString());//{9, 10, 11, 12}b2.xor(b1);System.out.println(b2.toString());//{13, 14, 15}b1.or(b2);System.out.println(b1.toString());//{9, 10, 11, 12, 13, 14, 15}b3.set(13,15);b2.andNot(b3);System.out.println(b2.toString());//{15}//设置位操作System.out.println(b1.cardinality());//7System.out.println(b2.isEmpty());//falseb2.clear();System.out.println(b2.isEmpty());//trueSystem.out.println(b1.intersects(b3));//true//大小操作System.out.println(b1.size());//64System.out.println(b1.length());//16=15+1//查找System.out.println(b1.nextSetBit(9));//9System.out.println(b1.nextClearBit(9));//16System.out.println(b1.previousSetBit(20));//15System.out.println(b1.previousClearBit(15));//8//类型转化操作        //byte[] b=b1.toByteArray();        //long[] l=b1.toLongArray();}}

/** * 借助BitSet使用筛选法查找指定范围内的素数 * @param limit 最大正数 */public static void searchPrime(int limit){BitSet bs=new BitSet(limit+1);//约定：不是素数的在BitSet中将相应的位设置为trueint size=bs.size();bs.set(1);for(int i=4;i<size;i+=2)bs.set(i);//偶数均不是素数int finalBit=(int)Math.sqrt(size);for(int i=2;i<finalBit;i++)for(int j=2*i;j<size;j+=i)bs.set(j);int cout=0;for(int i=1;i<size;i++){if(!bs.get(i)){System.out.printf("%5d",i);if(++cout==0)System.out.println();}}System.out.println();}/** * 判断一个字符串使用了哪些字符，输出格式为[字符序列] * @param s 指定的字符串 * @return 字符串使用的字符序列 */public static String whichChars(String s){BitSet bs=new BitSet();//字符被使用，则将索引等于字符ASCII值的位置设置为truefor(int i=0;i<s.length();i++)bs.set(s.charAt(i));StringBuffer sb=new StringBuffer();//输出格式化sb.append('[');int len=bs.length();for(int i=0;i<len;i++)if(bs.get(i))sb.append((char)i);sb.append(']');return sb.toString();}

 

/** * 多哈希函数映射的快速查找算法，使用BitSet实现 * 应用在一些需要快速判断某个元素是否属于集合， * 但是并不严格要求100%正确的场合，实现大数据处理。 * 应用场景包括：爬虫中url的存储。 * Bloom Filter实现原理：1.创建BitSet，所有位初始为false，选择k个哈希函数2.将插入值运用k个哈希函数映射到k个二进制位，将其设为true3.如果k个二进制为中有一个有false，则表示原纪录未被加入过；    如果k个二进制位都有true，则”认为“原纪录已被纪录过，    但是实际上不能100%确定（false positive）。 * @author Sking */package bitset;import java.util.BitSet;public class BloomFilter {/* BitSet初始分配2^24个bit */private static final int DEFAULT_SIZE = 1 << 25;/* 不同哈希函数的种子，一般应取质数 */private static final int[] seeds = new int[] { 5, 7, 11, 13, 31, 37, 61 };private BitSet bits = new BitSet(DEFAULT_SIZE);/* 哈希函数对象 */private SimpleHash[] func = new SimpleHash[seeds.length];public BloomFilter() {for (int i = 0; i < seeds.length; i++) {func[i] = new SimpleHash(DEFAULT_SIZE, seeds[i]);}}// 将字符串标记到bits中public void add(String value) {for (SimpleHash f : func) {bits.set(f.hash(value), true);}}// 判断字符串是否已经被bits标记public boolean contains(String value) {if (value == null) {return false;}boolean ret = true;for (SimpleHash f : func) {//如果出现一次的bits.get(f.hash(value))为false，则原纪录未被加入过ret = ret && bits.get(f.hash(value));}return ret;}/* 哈希函数类,可修改哈希函数，实现更好的优化 */public static class SimpleHash {private int cap;//容量private int seed;//种子public SimpleHash(int cap, int seed) {this.cap = cap;this.seed = seed;}// hash函数，采用简单的加权和hashpublic int hash(String value) {int result = 0;int len = value.length();for (int i = 0; i < len; i++) {result = seed * result + value.charAt(i);}return (cap - 1) & result;//截取加权的低log2(cap)位}}}

java.lang.Object

  java.util.BitSet

public class BitSet extends Object implements Cloneable, Serializable

——按需增长的位向量。默认情况下，set 中所有位的初始值都是 false。每个

    bitset都包含若干设置位（值为true的位）。

 

   构造函数

BitSet()  

BitSet(int nbits)

普通方法

——1.清除位

void clear()

void clear(int bitIndex)

void clear(int fromIndex,int toIndex)
——分别将全部位| 指定区间内的位（不包括toIndex）| 指定位设置为false

——2.翻转位

void flip(int bitIndex)

void flip(int fromIndex,int toIndex)

——将指定位| 指定区间内的位翻转

——3.设置位

void set(int bitIndex)

void set(int bitIndex,boolean value)

void set(int fromIndex,int toIndex)

void set(int fromIndex,int toIndex，boolean value)

——将指定位| 指定区间内的位设置为指定boolean值，没有指定则为true

——4.获取位

boolean get(int bitIndex)

BitSet get(int fromIndex,int toIndex)

——获取指定位| 指定区间内的位集

int nextSetBit|previousSetBit(int fromIndex)

——从指定位开始查找下一个|前一个true的位索引，没有返回-1

int nextClearBit|previousClearBit(int fromIndex)

——从指定位开始查找下一个|前一个false的位索引，没有返回-1

——5.位集操作《改变的是当前BitSet，而不是参数BitSet》

void and(BitSet set) //与

void or(BitSet set)  //或

void xor(BitSet set) //异或

void andNot(BitSet set) //不是与非操作

——清除此 BitSet 中所有的位，其相应的位在指定的 BitSet 中已设置。 

——6.设置位操作

int cardinality()

——位集中设置位的个数

boolean isEmpty()

——如果位集中没有设置位，则返回true

boolean intersects(BitSet set)

——如果两个位集中存在同一个位置均为设置位则返回true

——7.大小操作

int size()    //实际分配空间

int length()  //逻辑大小，最高设置位的索引加1

——8.打印操作

String toString()

——格式：｛设置为true的位索引列表，用，分隔｝