Bitmap 位图 Java实现

Stella981
• 阅读 798

一、结构思想

以 bit 作为存储单位进行 0、1存取的数据结构。 可用作布尔值存取,比如给定第i位,该bit为1则表示true,为0则表示false。

二、使用场景及优点

适用于对布尔或0、1值进行(大量)存取的场景。

如:记录一个用户365天的签到记录,签了为true,没签为false。若是以普通key/value数据结构,每个用户都需要记录365条,当用户量很大时会造成巨大的空间开销。 因此运用位图的话,每天签到记录只占1个位(bit),一共就365位,则只需48个字节就能容纳一个用户一年的签到记录。

优点: 低空间开销且高效的0、1存取方案

三、具体实现

实现源码:https://github.com/SimpleIto/data_structure/blob/master/src/bitmap/Bitmap.java

主要考虑以下问题:

  1. 用什么物理结构存储一系列bit?
  2. 如何通过位操作高效的实现对指定bit的获取、修改操作?(而不是通过字符串转去转来臃肿的实现)

解决思路:

  1. Java中,使用 byte[] 字节数组来存储bit。 1 byte = 8 bit

  2. 对于获取操作 思路:拿到目标bit所在的byte后,将其向右位移(并将高位置0),使目标bit在第一位,这样结果值就是目标bit值。

  3. 通过 byte[index >> 3] (等价于byte[index/8])取到目标bit所在的byte。

  4. 令 i = index&7(等价于index%8)得到目标bit在该byte中所在的位置。

  5. 为了将目标bit前面的高位置0(这样位移后的值才等于目标bit本身):需要构建到目标bit为止的低位掩码,即 0b11111111 >>>(7 - i),再与原byte做&运算。

  6. 最后将结果向右位移 i 位,使目标bit处在第一位,结果值即为所求。

  7. 对于修改操作 思路:根据设定值true或false的不同,分为两种操作逻辑

  8. 如果value为true,则目标位应与1做“或”运算。需构建“目标位为1,其他为0”的操作数(因为实际操作的是byte,为了只修改目标bit,而不影响其他位)

  9. 如果value为false,则目标位应与0做“与”运算。则需构建“目标位为0,其他为1”的操作数。

  10. 构建目标位为1其他位为0的操作数:1 << (index & 7)

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
3年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
待兔 待兔
5个月前
手写Java HashMap源码
HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程22
Jacquelyn38 Jacquelyn38
3年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
Stella981 Stella981
3年前
KVM调整cpu和内存
一.修改kvm虚拟机的配置1、virsheditcentos7找到“memory”和“vcpu”标签,将<namecentos7</name<uuid2220a6d1a36a4fbb8523e078b3dfe795</uuid
Easter79 Easter79
3年前
Twitter的分布式自增ID算法snowflake (Java版)
概述分布式系统中,有一些需要使用全局唯一ID的场景,这种时候为了防止ID冲突可以使用36位的UUID,但是UUID有一些缺点,首先他相对比较长,另外UUID一般是无序的。有些时候我们希望能使用一种简单一些的ID,并且希望ID能够按照时间有序生成。而twitter的snowflake解决了这种需求,最初Twitter把存储系统从MySQL迁移
Wesley13 Wesley13
3年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Stella981 Stella981
3年前
Django中Admin中的一些参数配置
设置在列表中显示的字段,id为django模型默认的主键list_display('id','name','sex','profession','email','qq','phone','status','create_time')设置在列表可编辑字段list_editable
Wesley13 Wesley13
3年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
11个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这