【Java】深入了解下Java Bitset

【Java】深入了解下Java Bitset

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引言

如果你曾经认为Java的BitSet只是一个被美化的布尔数组，那你并不孤单。我以前也这么想，直到我窥视了它的内部结构。我所发现的是相当令人惊讶的，如果你也感到好奇，那么接下来的内容将会是一场盛宴。让我们深入探讨为什么BitSet比看起来要酷得多。

如果Java Bitset不是布尔数组，那它是什么？

Java BitSet远不止是一个简单的boolean数组。它使用long数据类型的位操作来高效地存储和管理数据。如果这听起来令人困惑，别担心——我们会逐步分解。

位操作

Java中的long是一个64位的数字，这意味着它可以存储64个单独的位。通过位操作，你可以直接控制这每一个位。
例如，要在long变量中设置一个特定的位（假设是第12位），你可以使用或（OR）操作。想象你有一个64位的long变量叫做data，你想将第12位设置为1。你会这样做：

data | 0000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000L

在这里，除了你想要设置的位之外，其他都是0。因此，只有那个位会被更新，而其余的保持不变。
现在，如果你想要检查这个变量中第12位的值，你会使用与（AND）操作：

data & 0000000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000L

这将根据该位是否被设置返回0或1。

来自Java Bitset内部的引用

Bitset将所有data存储在一个long数组中。这会根据客户端的数据需求不断变化，就像Java中的大多数集合一样。
如果你想存储第1000位，你首先找到数组中的正确索引。然后，确定哪个特定的位（在那个long中的64位）代表第1000位。一旦你确定了它，就在那个位上执行必要的位操作。

set()

当需要在Bitset中设置某项时，会调用[set()](https://github.com/JetBrains/jdk8u_jdk/blob/master/src/share/classes/java/util/BitSet.java#L442)方法。这个方法首先找出这个位将落入的数组索引。然后，它验证数组是否有必要的容量来存储它。之后，它简单地使用上面看到的或（OR）操作来设置位。

get()

[get()](https://github.com/JetBrains/jdk8u_jdk/blob/master/src/share/classes/java/util/BitSet.java#L621)操作的工作方式类似。我们首先找出这个位将落入的数组索引。然后，我们确保这个位置在有效范围内。如果是的话，我们使用与（AND）操作来提取位值。
BitSet提供了许多附加功能，但为了保持文章的焦点，我们在这里不会深入探讨所有功能。如果你好奇，我鼓励你通过查看源代码来探索其全部功能——这会是一次令人着迷的阅读！
Java BitSet远不止是一个花哨的boolean数组——它是一个聪明、高效工具，使得管理位变得非常酷。希望这给了你一窥其内部工作原理的视角，以及为什么它值得探索。