JavaBitmap位图使用

文章目录

• 
  
  
  
  • 1. 数据结构的定义
  
  
  • 2. 查询方法的实现
  
  
  • 3. 修改方法的实现
  
  
  
  

        

在Java中使用byte[]字节数组来储存bit&＃xff0c;1byte &＃061; 8bit。对于bit中的第i位&＃xff0c;该bit为1则表示true&＃xff0c;即数据存在&＃xff1a;为0则表示false&＃xff0c;即数据不存在。其具体实现分为数据结构的定义、查询方法和修改方法的实现

1. 数据结构的定义

        在如下代码中定义了一个名为Bitmap的类用于位图数据结构的存储&＃xff0c;其中byte[]数组用于存储具体的数据&＃xff0c;length用于记录数据的长度&＃xff1a;

//以bit为存储单位的数据结构&＃xff0c;对于给定的第i位&＃xff0c;1表示true&＃xff0c;0表示false
public class Bitmap{
private byte[] bytes;
//length为位图的长度&＃xff0c;实际可操作的下标为[0,length)
private int length;
public Bitmap(int length){
this.length &＃061; length;
bytes &＃061; new byte[length%8&＃061;&＃061;0 ? length/8 : length/8&＃043;1];
}
}


2. 查询方法的实现

        位图的查询操作为在拿到目标bit所在的Byte后&＃xff0c;将其向右位移&＃xff08;并将高位置0&＃xff09;&＃xff0c;是目标bit在第一位&＃xff0c;这样结果值就是目标bit值&＃xff0c;方法如下&＃xff1a;

1. 通过byte[index>>3]&＃xff08;等价于byte[index/8]&＃xff09;取到目标bit所在的Byte


2. 令 i &＃061; index&7&＃xff08;等价于index%8&＃xff09;&＃xff0c;使得目标bit在该Byte中的位置


3. 为了将目标bit前面的高位置0&＃xff08;这样位移后的值才等于目标bit本身&＃xff09;&＃xff0c;需要构建到目标bit为止的低位掩码&＃xff0c;即01111111>>>&＃xff08;7-i&＃xff09;&＃xff0c;再与原Byte做&运算


4. 将结果向右位移i位&＃xff0c;使目标bit位处于第1位&＃xff0c;结果值即为所求

//获取指定位的值
public boolean get(int index&＃xff09;{
int i &＃061; index & 7;
//构建到index结束的低位掩码并做&运算(为了将高位置0)&＃xff0c;然后将结果一直右移,
//直到目标位(index位)移到第一位&＃xff0c;然后根据其值返回结果
if((bytes[index >> 3] & (01111111 >>> (7-i))) >> i &＃061;&＃061; 0)
return false;
else
return true;
}


3. 修改方法的实现

        对位图的修改操作根据设定值true或false的不同&＃xff0c;分为两种情况

1. 如果value为true&＃xff0c;则表示数据存在&＃xff0c;将目标位与1做或运算&＃xff0c;需要构建目标位为1、其他位为0的操作数


2. 如果value为false&＃xff0c;则表示数据不存在&＃xff0c;将目标位与0做与运算&＃xff0c;需要构建目标位为0、其他位为1的操作数。构建目标位为1且其他位为0的操作数的做法为&＃xff1a;1 <<(index & 7)

//设置指定位的值
public void set(int index, boolean value){
if(value)
//通过给定位index&＃xff0c;先定位到对应的Byte&＃xff0c;并根据value值进行不同位的操作&＃xff1a;
//1.如果value为true&＃xff0c;则目标位应该做或运算&＃xff0c;构建“目标位为1&＃xff0c;
//其他位为0”的操作数&＃xff0c;为了只合理操作目标位&＃xff0c;而不影响其他位
//2.如果value为false&＃xff0c;则目标位应该做与运算&＃xff0c;构建“目标位为0&＃xff0c;
//其他位为1”的操作数
bytes[index >> 3 ] |&＃061; 1 << (index & 7 );
//byte[index/8] &＃061; byte[index/8] | (0b0001 <<(index%8))
else
bytes[index >> 3 ] &&＃061; ~(1 << (index & 7 ));
}


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