码迷,mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

bitMap算法

时间:2015-08-27 23:06:20      阅读:243      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:算法   bitmap   

这也是比较经典的算法之一

在存储一些比较大的数据时十分有用,但是在使用的过程中,必须十分注意的就是数据的最大值,因为这个值决定了

存储的内存,在比较高效的结构中还有hash

在这个过程中,最好首先估计需要的内存的量


在所有具有性能优化的数据结构中,我想大家使用最多的就是hash表,是的,在具有定位查找上具有O(1)的常量时间,多么的简洁优美,

但是在特定的场合下:

①:对10亿个不重复的整数进行排序。

②:找出10亿个数字中重复的数字。

当然我只有普通的服务器,就算2G的内存吧,在这种场景下,我们该如何更好的挑选数据结构和算法呢?

 

一:问题分析

     这年头,大牛们写的排序算法也就那么几个,首先我们算下放在内存中要多少G: (10亿 * 32)/(1024*1024*1024*8)=3.6G,可怜

的2G内存直接爆掉,所以各种神马的数据结构都玩不起来了,当然使用外排序还是可以解决问题的,由于要走IO所以暂时剔除,因为我们

要玩高性能,无望后我们想想可不可以在二进制位上做些手脚?  

比如我要对{1,5,7,2}这四个byte类型的数字做排序,该怎么做呢?我们知道byte是占8个bit位,其实我们可以将数组中的值作为bit位的

key,value用”0,1“来标识该key是否出现过?下面看图:

技术分享

从图中我们精彩的看到,我们的数组值都已经作为byte中的key了,最后我只要遍历对应的bit位是否为1就可以了,那么自然就成有序数组了。

可能有人说,我增加一个13怎么办?很简单,一个字节可以存放8个数,那我只要两个byte就可以解决问题了。

技术分享

可以看出我将一个线性的数组变成了一个bit位的二维矩阵,最终我们需要的空间仅仅是:3.6G/32=0.1G即可,要注意的是bitmap排序不

是N的,而是取决于待排序数组中的最大值,在实际应用上关系也不大,比如我开10个线程去读byte数组,那么复杂度为:O(Max/10)。

 

二:代码

  我想bitmap的思想大家都清楚了,这一次又让我们见证了二进制的魅力,当然这些移位都是位运算的工作了,熟悉了你就玩转了。

1:Clear方法(将数组的所有bit位置0)

   比如要将当前4对应的bit位置0的话,只需要1左移4位取反与B[0] & 即可。

技术分享

技术分享
 1         #region 初始化所用的bit位为0
 2         /// <summary>
 3         /// 初始化所用的bit位为0
 4         /// </summary>
 5         /// <param name="i"></param>
 6         static void Clear(byte i)
 7         {
 8             //相当于 i%8 的功能
 9             var shift = i & 0x07;
10 
11             //计算应该放数组的下标
12             var arrindex = i >> 3;
13 
14             //则将当前byte中的指定bit位取0,&后其他对方数组bit位必然不变,这就是 1 的妙用
15             var bitPos = ~(1 << shift);
16 
17             //将数组中的指定bit位置一  “& 操作”
18             a[arrindex] &= (byte)(bitPos);
19         }
20         #endregion
技术分享

 

2:Add方法(将bit置1操作)

  同样也很简单,要将当前4对应的bit位置1的话,只需要1左移4位与B[0] | 即可。

技术分享

技术分享
 1 #region 设置相应bit位上为1
 2         /// <summary>
 3         /// 设置相应bit位上为1
 4         /// </summary>
 5         /// <param name="i"></param>
 6         static void Add(byte i)
 7         {
 8             //相当于 i%8 的功能
 9             var shift = i & 0x07;
10 
11             //计算应该放数组的下标
12             var arrindex = i >> 3;
13 
14             //将byte中的 1 移动到i位
15             var bitPos = 1 << shift;
16 
17             //将数组中的指定bit位置一  “| 操作”
18             a[arrindex] |= (byte)bitPos;
19         }
20         #endregion
技术分享

 

2:Contain方法(判断当前bit位是否是1)

    如果看懂了Clear和Add,我相信最后一个方法已经不成问题了。

技术分享
 1         #region 判断当前的x在数组的位中是否存在
 2         /// <summary>
 3         ///判断当前的x在数组的位中是否存在
 4         /// </summary>
 5         /// <param name="i"></param>
 6         /// <returns></returns>
 7         static bool Contain(byte i)
 8         {
 9             var j = a[i >> 3] & (1 << (i & 0x07));
10 
11             if (j == 0)
12                 return false;
13             return true;
14         }
15         #endregion
技术分享

版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。

bitMap算法

标签:算法   bitmap   

原文地址:http://blog.csdn.net/xietingcandice/article/details/48036547

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!