Java BitSet 示例

Question

我正在寻找一个好的Java BitSet示例，以便处理0和1。我尝试查看Javadocs，但仅仅通过阅读那些内容，我不理解这个类的用法。例如，如何在两个不同的BitSet对象上使用and、or和xor方法？

例如：

  BitSet bits1 = new BitSet();
  BitSet bits2 = new BitSet();

  bits2.set(1000001);
  bits1.set(1111111);

  bits2.and(bits1);

  System.out.println(bits2);

如果我这样做，它会返回空的bits2，为什么会这样？

- Steffan Harris

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它们的工作方式与使用原始数字类型进行& | ^等操作完全相同。 - Brian Roach

你具体不理解什么？你创建一个BitSet，然后调用它的函数，例如.and、.or和.xor。每个函数都以另一个BitSet对象作为参数。 - Tony

好的，我尝试在上面的示例中执行“and”操作，但位集变为空。 - Steffan Harris

Answer 1

针对您提到的具体问题：当您调用bits2.set(1000001)时，您将第一百万个位设为true。然后，当您与设置了第一百万、第一千一百一十一万零一百一十一个位的bits1相交时，它们没有任何公共位。

我想您原本的意图是

 bits2.set(0); // set the 0th bit
 bits2.set(6); // set the 6th bit

这有助于澄清问题吗？

- Louis Wasserman

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"它们没有任何共同的位"，你是怎么说的？因为我看到bits1和bits2的第一个和最后一个位是相同的，对吧？但我还是不明白为什么bits2变成了空的。你能否再详细解释一下？ - JAVA

@JAVA，我不知道该如何更清楚地解释了。 bits1 只有一个位被设置为 true，即第一百万零一（1,000,001）位上的位，而 bits2 只有一个位被设置为 true，即第一千一百一十一万一千一百一十一（1,111,111）位上的位。我会尽力使翻译更加通俗易懂，但不会改变原句的含义。 - Louis Wasserman

Answer 2

如果你想在Java 7中使用位(bit)操作，你可以使用int类型的值。

int bits2 = 0b1000001;
int bits1 = 0b1111111;
bits2 &= bits1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(bits2));

打印

1000001

- Peter Lawrey

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当你将它们保存为 ints 时，它们占用的是 4字节 还是 7位？ - daydreamer

@daydreamer 查看源代码可以发现，BitSet在后台是由long[]实现的。 "第i位存储在bits[i/64]中，位于i％64的位置（其中位0指最低有效位，63指最高有效位）"。因此，任何BitSet至少将使用64位。即使是参数化构造函数也说“创建一个初始大小足够大的位集，以显式表示范围内索引的位...” - mbomb007

Answer 3

BitSet没有方便的方法来接受这样的位字符串。我提供了一些方法，现在例子可以按照您的期望工作。请注意，这使用了Java 7中的新功能；如果您想使用Java 6，可以很容易地在网上找到这些方法的实现。

import java.util.BitSet;

class Scratch {
    public static void main(String[] args) {
        BitSet bits1 = fromString("1000001");
        BitSet bits2 = fromString("1111111");

        System.out.println(toString(bits1)); // prints 1000001
        System.out.println(toString(bits2)); // prints 1111111

        bits2.and(bits1);

        System.out.println(toString(bits2)); // prints 1000001
    }

    private static BitSet fromString(final String s) {
        return BitSet.valueOf(new long[] { Long.parseLong(s, 2) });
    }

    private static String toString(BitSet bs) {
        return Long.toString(bs.toLongArray()[0], 2);
    }
}

- FauxFaux

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太完美了！我喜欢你的 toString(BitSet bs) 方法。非常有用！你可以翻转位以将 bit_0 放在右侧。 - Magno C

这是最佳答案，因为它理解了OP的困惑（以及我的），并直接切入主题。 - kellyfj

Answer 4

以下是一些有关 bitSet 的链接，可以帮助您：

• http://www.java-samples.com/showtutorial.php?tutorialid=378
• http://www.codeguru.com/java/tij/tij0090.shtml
• http://imagenious.wordpress.com/2008/02/05/java-bitset-vs-primitive/

更新： 文档中指出：

public void set(int bitIndex)

Sets the bit at the specified index to true.

当您调用bits2.set(10);时，它被视为十进制的10而不是1 0，因此您得到的数字是1000000000。

在这个例子中，要正确设置第二位为1，所以我调用bits2.set(1);，因为索引从0开始。 总之，对于每个设置为1的位，您需要调用bitSet.Set并提供它的位索引。

- Adel Boutros

Answer 5

我将分享我的实现方式，使用位字符串作为输入创建一个BitSet对象。

private static BitSet createFromString(String s) {
    BitSet t = new BitSet(s.length());
    int lastBitIndex = s.length() - 1;

    for (int i = lastBitIndex; i >= 0; i--) {
        if ( s.charAt(i) == '1'){
            t.set(lastBitIndex - i);                            
        }               
    }

    return t;
}

对于字符串输入 "1001"

BitSet s1 = createFromString("1001");
    System.out.println(s1);

输出：

{0, 3}

- Aditya Gaykar

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你为什么要使用while循环？使用for循环同样可以，因为你每次迭代都会将i减1。 - Clément

编辑：使用For循环的更好版本的代码，感谢@Clément的建议 :) - Aditya Gaykar

Answer 6

试试这个：

import java.util.BitSet;

public class BitSetExample {

    public static void main(String args[]){
        BitSet bits1 = new BitSet(7);
        BitSet bits2 = new BitSet(7);

        // set some bits
        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            if((i % 2) == 0) bits1.set(i);
            if((i % 3) != 0) bits2.set(i);
        }

        System.out.println("BitSet1: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits1.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println("\nBitSet2: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits2.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();

        //And
        bits1.and(bits2);

        System.out.println("b1 = b1 AND b2\nBitSet1: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits1.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();
        System.out.println("BitSet2: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits2.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();

        //Or
        bits1.or(bits2);

        System.out.println("b1 = b1 OR b2\nBitSet1: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits1.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();
        System.out.println("BitSet2: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits2.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();

        //Xor
        bits1.xor(bits2);

        System.out.println("b1 = b1 XOR b2\nBitSet1: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits1.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();
        System.out.println("BitSet2: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits2.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();

        //Setting bits to zero and one
        bits1.set(1);
        bits2.set(1,false);

        System.out.println("set bit 1 of BitSet1 to one and set bit 1 of BitSet2 to zero\nBitSet1: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits1.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();
        System.out.println("BitSet2: ");

        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            System.out.print(bits2.get(i)? "1 ": "0 ");
        }

        System.out.println();

    }
}

希望这对你有用。欲了解更多信息，请访问：https://github.com/m-vahidalizadeh/foundations/blob/master/src/data_structures/BitSetExample.java。

- Mohammad

Answer 7

如果您需要处理比Integer.MAX_VALUE更长的位地址，我修改了java.util.BitSet（这里：LongBitSet）以接受get和set方法中的长整型输入。我这样做是为了充分利用内存进行素数筛选实验。

- juanmf