C++如何實現(xiàn)BitMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
分治,分布式。BitMap(位圖)及其升級版bloom filter是處理海量數(shù)據(jù)常用的方法,這里先介紹BitMap概念及其c++實現(xiàn)。
一、BitMap位圖
該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述了一個有限定義域內(nèi)的稠密集合,其中的每一個元素最多出現(xiàn)一次并且沒有其他任何數(shù)據(jù)與該元素相關(guān)聯(lián)。
即使這些條件沒有完全滿足(例如,存在重復(fù)元素或額外的數(shù)據(jù)),也可以用有限定義域內(nèi)的鍵作為一個表項更復(fù)雜的表格索引。
所謂的Bit-map就是用一個bit位來標(biāo)記某個元素對應(yīng)的Value, 而Key即是該元素。
由于采用了Bit為單位來存儲數(shù)據(jù),因此在存儲空間方面,可以大大節(jié)省。
例如假設(shè)我們要對0-7內(nèi)的5個元素(4,7,2,5,3)排序(這里假設(shè)這些元素沒有重復(fù))。
那么我們就可以采用Bit-map的方法來達到排序的目的。
要表示8個數(shù),我們就只需要8個Bit(1Bytes),首先我們開辟1Byte的空間,將這些空間的所有Bit位都置為0,
如下圖:

遍歷第一個元素4,則在第4為標(biāo)1:

以此來推,遍歷完所有后結(jié)構(gòu):

我們現(xiàn)在遍歷一遍Bit區(qū)域,將該位是bit 1的位的編號輸出(2,3,4,5,7),這樣就達到了排序的目的。
二、C++實現(xiàn)
我們可以用一個unsigned int類型的數(shù)組或者向量來表示位圖,假設(shè)我們定義vector<unsigned int> a,則 第i位可表示為a[i/32]的i%32位(其中,32*N+r = i,r為i%32,也就是i/32的余數(shù))。
由于計算機對位的操作比乘除法更有效率,這里計算i/32可以用位移操作:i>>5;計算i%32可以用1&31。
若是一個char數(shù)組str,則str的第i位為i/8(i>>3)地址塊的第i%8(i&7)位.下面以char為例說明,int類比可知。
#include<iostream>
#include<string>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
class BitMap{
private:
char *bitmap;
int gsize;
public:
BitMap(){
gsize=(10000>>3)+1;//default 10000
bitmap= new char[gsize];
memset(bitmap,0,sizeof(bitmap));
}
BitMap(int n){
gsize=(n>>3)+1;
bitmap=new char[gsize];
memset(bitmap,0,sizeof(bitmap));
}
~BitMap(){delete []bitmap;}
int get(int x){
int cur=x>>3;
int red=x&7;
if(cur>gsize)return -1;
return (bitmap[cur]&=1>>red);
}
bool set(int x){
int cur=x>>3;//獲取元素位置,除8得到哪個元素,x/2^3得到那一個byte
int red=x&(7);//邏輯與,獲取進準(zhǔn)位置,x&7==x%8.該Byte里第幾個
if(cur>gsize)return 0;
bitmap[cur]|=1>>red;//賦值,1向右移動red位,|表示該位賦值1
return 1;
}
};以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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