java BitSet

Java BitSet的实现

引言

在Java开发中，BitSet是一个非常有用的类，用于存储和操作位集合。它可以用于各种场景，如位图索引、布隆过滤器、位掩码等。本文将介绍如何实现一个简单的Java BitSet，并教会刚入行的开发者如何使用它。

步骤概览

下面是实现Java BitSet的步骤概览，我们将一步步进行实现：

代码实现

1. 创建BitSet类

public class BitSet {
    private int size;
    private long[] bits;

    public BitSet(int size) {
        this.size = size;
        int arraySize = (int) Math.ceil((double) size / 64);
        bits = new long[arraySize];
    }
}

在这里，我们创建了一个BitSet类，它包含了一个表示位集合的数组bits和位集合的大小size。

2. 定义BitSet的大小

public BitSet(int size) {
    this.size = size;
    int arraySize = (int) Math.ceil((double) size / 64);
    bits = new long[arraySize];
}

在构造函数中，我们根据位集合的大小计算出所需数组的大小。由于每个long类型可以存储64位，所以我们使用Math.ceil来获取数组大小。

3. 实现set方法

public void set(int index) {
    int arrayIndex = index / 64;
    int bitIndex = index % 64;
    bits[arrayIndex] |= (1L << bitIndex);
}

set方法用于设置指定位置的位为1。我们首先根据索引计算出在数组中的位置，然后使用位操作符将指定位置的位设置为1。

4. 实现get方法

public boolean get(int index) {
    int arrayIndex = index / 64;
    int bitIndex = index % 64;
    return (bits[arrayIndex] & (1L << bitIndex)) != 0;
}

get方法用于获取指定位置的位的值。我们同样根据索引计算出在数组中的位置，然后使用位操作符将指定位置的位与1进行与操作，判断是否为0。

5. 实现clear方法

public void clear(int index) {
    int arrayIndex = index / 64;
    int bitIndex = index % 64;
    bits[arrayIndex] &= ~(1L << bitIndex);
}

clear方法用于清除指定位置的位。我们同样根据索引计算出在数组中的位置，然后使用位操作符将指定位置的位与1进行与操作，并取反，即可清除指定位置的位。

6. 实现and方法

public void and(BitSet other) {
    int minArraySize = Math.min(bits.length, other.bits.length);
    for (int i = 0; i < minArraySize; i++) {
        bits[i] &= other.bits[i];
    }
}

and方法用于对两个BitSet进行与操作。我们遍历两个BitSet中较小的数组，使用位操作符将对应位置的位进行与操作。

7. 实现or方法

public void or(BitSet other) {
    int maxArraySize = Math.max(bits.length, other.bits.length);
    for (int i = 0; i < maxArraySize; i++) {
        if (i < bits.length && i < other.bits.length) {
            bits[i] |= other.bits[i];
        } else if (i >= bits.length && i < other.bits.length) {
            bits = Arrays.copyOf(bits, other.bits.length);
            bits[i] = other.bits[i];
        }
    }
}

or