Java Bitset和位运算

 

(1)BitSet类     大小可动态改变, 取值为true或false的位集合。用于表示一组布尔标志。    此类实现了一个按需增长的位向量。位 set 的每个组件都有一个 boolean 值。用非负的整数将 BitSet 的位编入索引。可以对每个编入索引的位进行测试、设置或者清除。通过逻辑与、逻辑或和逻辑异或操作，可以使用一个 BitSet 修改另一个 BitSet 的内容。 默认情况下，set 中所有位的初始值都是 false。   每个位 set 都有一个当前大小，也就是该位 set 当前所用空间的位数。注意，这个大小与位 set 的实现有关，所以它可能随实现的不同而更改。位 set 的长度与位 set 的逻辑长度有关，并且是与实现无关而定义的。    除非另行说明，否则将 null 参数传递给 BitSet 中的任何方法都将导致 NullPointerException。在没有外部同步的情况下，多个线程操作一个 BitSet 是不安全的。

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(2) 构造函数: BitSet() or BitSet(int nbits)

 

(3) 一些方法
public void set(int pos): 位置pos的字位设置为true。

public void set(int bitIndex, boolean value) 将指定索引处的位设置为指定的值。

public void clear(int pos): 位置pos的字位设置为false。

public void clear() : 将此 BitSet 中的所有位设置为 false。

public int cardinality() 返回此 BitSet 中设置为 true 的位数。

public boolean get(int pos): 返回位置是pos的字位值。

public void and(BitSet other): other同该字位集进行与操作，结果作为该字位集的新值。

public void or(BitSet other): other同该字位集进行或操作，结果作为该字位集的新值。

public void xor(BitSet other): other同该字位集进行异或操作，结果作为该字位集的新值。

public void andNot(BitSet set) 清除此 BitSet 中所有的位,set - 用来屏蔽此 BitSet 的 BitSet

public int size(): 返回此 BitSet 表示位值时实际使用空间的位数。

public int length() 返回此 BitSet 的“逻辑大小”：BitSet 中最高设置位的索引加 1。

public int hashCode(): 返回该集合Hash 码， 这个码同集合中的字位值有关。

public boolean equals(Object other): 如果other中的字位同集合中的字位相同，返回true。

public Object clone() 克隆此 BitSet，生成一个与之相等的新 BitSet。

public String toString() 返回此位 set 的字符串表示形式。

 

（4）========================================================================

    public static void main(String[] args) throws ParseException ...{

        BitSet bit = new BitSet (100);

       

        bit.set(1);

        bit.set(10);

        BitSet anBit = new BitSet();

        anBit.set(10);

        anBit.set(5);

        //bit.and(anBit);

        bit.or(anBit);

       

        for(int i=0; i<bit.length(); i++)

        ...{

            System.out.println(bit.get(i));

        }

       

    }results:

false

true

false

false

false

true

false

false

false

false

true

==========================================================================================

（5）Java 位运算

1.表示方法：

　在Java语言中，二进制数使用补码表示，最高位为符号位，正数的符号位为0，负数为1。补码的表示需要满足如下要求。

　(l)正数的最高位为0，其余各位代表数值本身(二进制数)。

　(2)对于负数，通过对该数绝对值的补码按位取反，再对整个数加1。

2.位运算符

　位运算表达式由操作数和位运算符组成，实现对整数类型的二进制数进行位运算。位运算符可以分为逻辑运算符(包括~、＆、|和^)及移位运算符(包括>>、<<和>>>)。

1)左移位运算符（<<）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。

2)“有符号”右移位运算符（>>）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。

“有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。

3)Java也添加了一种“无符号”右移位运算符（>>>），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。这一运算符是C或C++没有的。

4)若对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。

只有右侧的5个低位才会用到。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。

若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧的6个低位，防止移动超过long值里现成的位数。

但在进行“无符号”右移位时，也可能遇到一个问题。若对byte或short值进行右移位运算，得到的可能不是正确的结果（Java 1.0和Java 1.1特别突出）。

它们会自动转换成int类型，并进行右移位。但“零扩展”不会发生，所以在那些情况下会得到-1的结果。

在进行位运算时，需要注意以下几点。

　　(1)>>>和>>的区别是：在执行运算时，>>>运算符的操作数高位补0，而>>运算符的操作数高位移入原来高位的值。

　　(2)右移一位相当于除以2，左移一位(在不溢出的情况下)相当于乘以2；移位运算速度高于乘除运算。

　　(3)若进行位逻辑运算的两个操作数的数据长度不相同，则返回值应该是数据长度较长的数据类型。

　　(4)按位异或可以不使用临时变量完成两个值的交换，也可以使某个整型数的特定位的值翻转。

　　(5)按位与运算可以用来屏蔽特定的位，也可以用来取某个数型数中某些特定的位。

　　(6)按位或运算可以用来对某个整型数的特定位的值置l。

3．位运算符的优先级

　~的优先级最高，其次是<<、>>和>>>，再次是＆，然后是^，优先级最低的是|。

二， 按位异或运算符^
http://blog.csdn.net/kybd2006/archive/2009/01/07/3727218.aspx

参与运算的两个值，如果两个相应位相同，则结果为0，否则为1。即：0^0=0， 1^0=1， 0^1=1， 1^1=0

例如：10100001^00010001=10110000

0^0=0,0^1=1 0异或任何数＝任何数

1^0=1,1^1=0 1异或任何数－任何数取反

任何数异或自己＝把自己置0

(1)按位异或可以用来使某些特定的位翻转，如对数10100001的第2位和第3位翻转，可以将数与00000110进行按位异或运算。

　　　　　　　　　 10100001^00000110=10100111 //1010 0001 ^ 0x06 = 1010 0001 ^ 6

(2)通过按位异或运算，可以实现两个值的交换，而不必使用临时变量。例如交换两个整数a，b的值，可通过下列语句实现：

    a=10100001,b=00000110

    a=a^b；　　//a=10100111

    b=b^a；　　//b=10100001

    a=a^b；　　//a=00000110

(3)异或运算符的特点是：数a两次异或同一个数b（a=a^b^b）仍然为原值a.

三，Java 中除了二进制的表示方法：

由于数据在计算机中的表示，最终以二进制的形式存在，所以有时候使用二进制，可以更直观地解决问题。 

  

但，二进制数太长了。比如int   类型占用4个字节，32位。比如100，用int类型的二进制数表达将是： 

  

  0000   0000   0000   0000   0110   0100 

  

  面对这么长的数进行思考或操作，没有人会喜欢。因此，C,C++,以及java中   没有提供在代码直接写二进制数的方法。 

  

  八进制数的表达方法 

  

  如何表达一个八进制数呢？如果这个数是   876,我们可以断定它不是八进制数，因为八进制数中不可能出7以上的阿拉伯数字。但如果这个数是123、是567，或12345670，那么它是八进制数还是10进制数，都有可能。 

  

  所以规定，一个数如果要指明它采用八进制，必须在它前面加上一个0，如：123是十进制，但0123则表示采用八进制。这就是八进制数的表达方法。 

  

  

  现在，对于同样一个数，比如是100，我们在代码中可以用平常的10进制表达，例如在变量初始化时： 

  

  int   a   =   100; 

  

  我们也可以这样写： 

  

  int   a   =   0144;   //0144是八进制的100；一个10进制数如何转成8进制。 

  

  千万记住，用八进制表达时，你不能少了最前的那个0。否则计算机会通通当成10进制。不过，有一个地方使用八进制数时，却不能使用加0，那就是我们前面学的用于表达字符的“转义符”表达法。 

  

  十六进制数的表达方法 

  

  如果不使用特殊的书写形式，16进制数也会和10进制相混。随便一个数：9876，就看不出它是16进制或10进制。 

  

  1 6 进制数必须以   0x开头。 比如   0x1表示一个16进制数。而1则表示一个十进制。另外如：0xff,0xFF,0X102A,等等。其中的x也也不区分大小写。(注意：0x中的0是数字0，而不是字母O) 

  

  以下是一些用法示例： 

   

  

  int   a   =   0x100F; 

  

  int   b   =   0x70   +   a; 

  

最后一点很重要，10进制数有正负之分，比如12表示正12，而-12表示负 12，；但8进制和16进制只能用达无符号的正整数，如果你在代码中里：-078，或者写：-0xF2,编译器并不把它当成一个负数。