Java Bitset和位运算

(1)BitSet类 <wbr><wbr><wbr>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。<wbr><wbr><wbr><br><br> 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。</wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr> 默认情况下，set 中所有位的初始值都是 false。 <wbr><wbr>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。</wbr></wbr> <wbr><wbr><wbr>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。</wbr></wbr></wbr> <wbr></wbr>

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

<wbr></wbr>

(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。

<wbr></wbr>

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

<wbr><wbr><wbr>public static void main(String[] args) throws ParseException ...{</wbr></wbr></wbr>

<wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>BitSet bit = new BitSet (100);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>bit.set(1);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>bit.set(10);</wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

<wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>BitSet anBit = new BitSet();<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>anBit.set(10);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>anBit.set(5);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>//bit.and(anBit);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>bit.or(anBit);<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>for(int i=0; i&lt;bit.length(); i++)<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>...{<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>System.out.println(bit.get(i));<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr>}<br><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><br><wbr><wbr><wbr>}results:</wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

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：

<wbr><wbr><wbr>a=10100001,b=00000110</wbr></wbr></wbr>

<wbr><wbr><wbr>a=a^b； 　　//a=10100111</wbr></wbr></wbr>

<wbr><wbr><wbr>b=b^a； 　　//b=10100001</wbr></wbr></wbr>

<wbr><wbr><wbr>a=a^b； 　　//a=00000110</wbr></wbr></wbr>

(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。<wbr><br><wbr><wbr><br> 但，二进制数太长了。比如int<wbr><wbr>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：<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>0000<wbr><wbr>0000<wbr><wbr>0000<wbr><wbr>0000<wbr><wbr>0110<wbr><wbr>0100<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>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<wbr><wbr>没有提供在代码直接写二进制数的方法。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>八进制数的表达方法<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>如何表达一个八进制数呢？如果这个数是<wbr><wbr>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。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>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。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>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：<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>int<wbr><wbr>a<wbr><wbr>=<wbr><wbr>100;<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>我们也可以这样写：<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>int<wbr><wbr>a<wbr><wbr>=<wbr><wbr>0144;<wbr><wbr>//0144是八进制的100；一个10进制数如何转成8进制。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>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。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>十六进制数的表达方法<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>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。<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>1 6 进制数必须以<wbr><wbr>0x开头。 比如<wbr><wbr>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)<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>以下是一些用法示例：<wbr><br><wbr><wbr><wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>int<wbr><wbr>a<wbr><wbr>=<wbr><wbr>0x100F;<wbr><br><wbr><wbr><br><wbr>int<wbr><wbr>b<wbr><wbr>=<wbr><wbr>0x70<wbr><wbr>+<wbr><wbr>a;<wbr><br><wbr><wbr><br> 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。</wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

http://blog.sina.com.cn/s/blog_622bd16601011yb9.html

目前，看起来在网上对BitSet的一些东东也只有下面的一些了解了。 其实这个类的一些东西在其JavaDoc中，还是很明白的。

很多人都不知道BitSet类，学习java 不知道这个类是多么难看的事啊． BitSet实际是由“二进制位”构成的一个Vector。如果希望高效率地保存大量“开－关”信息，就应使用BitSet。它只有从尺寸的角度看才有意义；如果希望的高效率的访问，那么它的速度会比使用一些固有类型的数组慢一些。
　　此外，BitSet的最小长度是一个长整数（Long）的长度：64位。这意味着假如我们准备保存比这更小的数据，如8位数据，那么BitSet就显得浪费了。所以最好创建自己的类，用它容纳自己的标志位。
　　在一个普通的Vector中，随我们加入越来越多的元素，集合也会自我膨胀。在某种程度上，BitSet也不例外。也就是说，它有时会自行扩展，有时则不然。而且Java的1.0版本似乎在这方面做得最糟，它的BitSet表现十分差强人意（Java1.1已改正了这个问题）。下面这个例子展示了BitSet是如何运作的，同时演示了1.0版本的错误：
　　//: Bits.java
　　// Demonstration of BitSet
　　import java.util.*;
　　public class Bits {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　Random rand = new Random();
　　　　// Take the LSB of nextInt():
　　　　byte bt = (byte)rand.nextInt();
　　　　BitSet bb = new BitSet();
　　　　for(int i = 7; i >=0; i--)
　　　　　if(((1 << i) &　bt) != 0)
　　　　　　bb.set(i);
　　　　　else
　　　　　　bb.clear(i);
　　　　System.out.println("byte value: " bt);
　　　　　　　　

short st = (short)rand.nextInt();
　　　　BitSet bs = new BitSet();
　　　　for(int i = 15; i >=0; i--)
　　　　　if(((1 << i) &　st) != 0)
　　　　　　bs.set(i);
　　　　　else
　　　　　　bs.clear(i);
　　　　System.out.println("short value: " st);
　　　　printBitSet(bs);
　　　　int it = rand.nextInt();
　　　　BitSet bi = new BitSet();
　　　　for(int i = 31; i >=0; i--)
　　　　　if(((1 << i) &　it) != 0)
　　　　　　bi.set(i);
　　　　　else
　　　　　　bi.clear(i);
　　　　System.out.println("int value: " it);
　　　　printBitSet(bi);
　　　　

// Test bitsets >= 64 bits:
　　　　BitSet b127 = new BitSet();
　　　　b127.set(127);
　　　　System.out.println("set bit 127: " b127);
　　　　BitSet b255 = new BitSet(65);
　　　　b255.set(255);
　　　　System.out.println("set bit 255: " b255);
　　　　BitSet b1023 = new BitSet(512);
　　// Without the following, an exception is thrown
　　// in the Java 1.0 implementation of BitSet:
　　//　　b1023.set(1023);
　　　　b1023.set(1024);
　　　　System.out.println("set bit 1023: " b1023);
　　　}
　　　static void printBitSet(BitSet b) {
　　　　System.out.println("bits: " b);
　　　　String bbits = new String();
　　　　for(int j = 0; j < b.size() ; j )
　　　　　bbits = (b.get(j) ? "1" : "0");
　　　　System.out.println("bit pattern: " bbits);
　　　}
　　} ///:~
　　随机数字生成器用于创建一个随机的byte、short和int。每一个都会转换成BitSet内相应的位模型。此时一切都很正常，因为BitSet是64位的，所以它们都不会造成最终尺寸的增大。但在Java 1.0中，一旦BitSet大于64位，就会出现一些令人迷惑不解的行为。假如我们设置一个只比BitSet当前分配存储空间大出1的一个位，它能够正常地扩展。但一旦试图在更高的位置设置位，同时不先接触边界，就会得到一个恼人的违例。这正是由于BitSet在Java 1.0里不能正确扩展造成的。本例创建了一个512位的BitSet。构建器分配的存储空间是位数的两倍。所以假如设置位1024或更高的位，同时没有先设置位1023，就会在Java 1.0里得到一个违例。但幸运的是，这个问题已在Java 1.1得到了改正。所以如果是为Java 1.0写代码，请尽量避免使用BitSet。

http://www.cnblogs.com/esc3721/archive/2011/04/19/2021488.html