BitSet
前言
最近用到了位圖索引的相關知識，第一次接觸Java中進行位向量運算的工具類BitSet，簡單學習記錄一下。
一、簡介
功能
BitSet類是一種用來保存位值的特殊數組，數組的大小可以改變。它和位向量的功能類似。
實現原理
源碼中的介紹如下：
BitSets are packed into arrays of "words." Currently a word is a long, which consists of 64 bits, requiring 6 address bits.The choice of word size is determined purely by performance concerns.
簡言之：
BitSet的數據封裝到一個叫words的數組中，數組中的每一個word都是一個long類型的數據（我的理解是：位向量需要表示為人最容易理解的形式-整數，而表示整數的數據類型中，long的長度最長，為8字節64bit，64bit可以表示64種事物的狀態）
words = new long[wordIndex(nbits-1) + 1];
二、方法
BitSet類的兩種構造方法
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無參構造
BitSet bs3 = new BitSet();默認長度為1；
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有參構造
BitSet bs1 = new BitSet(4);
常用方法
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length() 返回BitSet的邏輯長度
BitSet bs1 = new BitSet(4); System.out.println(bs3.length()); bs3.set(2); System.out.println(bs3.length());輸出為：0和3
輸出為0是因為：bs1的各個位均為false，即0000，所以邏輯長度為0
輸出為3是因為：bs1變為0010，所以邏輯長度為3
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get(i) 獲得i位置的位符號（true or false）
for (int i = 0; i <4 ; i++) { if (i%2 == 0) bs1.set(i);//把i位置設為true } for (int i = 0; i <4 ; i++) { if(bs1.get(i)){ System.out.print("1"); } if(!bs1.get(i)) { System.out.print("0"); } }輸出為：1010
注：i可以取大於0的任何整數值，但不能取小於0的值；即get（-1）會報錯。
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println（s1）： 輸出bs1中為true的位所在的索引
輸出為：{0, 2} -
and(bs2)
bs1.and(bs2); 輸出為： ====qian== bs1:1010 bs2:0110 ====hou== bs1:0010 bs2:0110 -
andNot(bs1)：bs1中0和2所在的位為1，則將bs2中0和1所在的位設置為0；
bs2.andNot(bs1); 輸出為： ====qian== bs1:1010 bs2:0110 ====and== bs1:1010 bs2:0100 -
or：或操作
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xor：異或操作；不同取1，相同取0
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int cardinality( )：返回BitSet 中設置為 true 的位數。
System.out.println(bs1.cardinality());輸出為2； -
clear(int index);clear();clear(int startIndex, int endIndex)：將true變成false
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BitSet get(int startIndex, int endIndex)：返回一個新的BitSet ，長度為endIndex-startIndex
bs2:0110BitSet bitSet = bs2.get(1, 3);輸出：11 -
boolean intersects(BitSet bitSet)：判斷兩個BitSet 中true所在的位置是否相等；二者的長度不限制
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int nextSetBit(int startIndex)：從startIndex開始，第一個出現true的位置
bs1:1010System.out.println(bs1.nextSetBit(1));System.out.println(bs1.nextSetBit(0));輸出為：20 -
int size( )：Returns the number of bits of space actually in use by this {@code BitSet} to represent bit values.
BitSet bs2 = new BitSet(63);BitSet bs3 = new BitSet(65);System.out.println(bs2.size());System.out.println(bs3.size());輸出為：64128即：BitSet的空間實際使用的單位為64bit
三、補充說明
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情況1
BitSet bs1 = new BitSet(6);BitSet bs2 = new BitSet(63);System.out.println(bs1.length());for (int i = 0; i <63 ; i++) { if (i%2 == 0) bs1.set(i);//把i位置設為true}for (int i = 0; i <2 ; i++) { bs2.set(i);//把i位置設為true}bs2.xor(bs1);System.out.println(bs1.size());System.out.println(bs2.size());輸出為：64 和 64（因為bs1和bs2賦值的時候，長度都沒有超過64）
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情況2
BitSet bs1 = new BitSet(6);BitSet bs2 = new BitSet(63);System.out.println(bs1.length());for (int i = 0; i <65 ; i++) { if (i%2 == 0) bs1.set(i);//把i位置設為true}for (int i = 0; i <2 ; i++) { bs2.set(i);//把i位置設為true}bs2.xor(bs1);System.out.println(bs1.size());System.out.println(bs2.size());輸出為：128 和 128（因為bs1賦值的時候長度超過64，並且和bs1進行了位運算，所以長度都變成了128）
如果把bs2.xor(bs1);去掉，輸出結果為128和64
四、總結
- BitSet底層是用long類型的數據進行存儲的，且長度單位為64，比如需要表示001，則實際001 = 00100...0（64位）
- 當長度超過64位時，比如需要表示0010000..0（68位），會用兩個long類型的數據表示該BitSet，即實際的001000..00（68位） = [001000..0(64位)，000000000(64位)]
- 當兩個長度不同的BitSet進行運算時，比如001（3位）和0010000..0（68位）進行運算，最終它們的長度均為68位，實際占有空間的大小為128bit。