在 Java 中有效地迭代大量位数组中的未设置值

Question

我得到了一个保存为字节数组的大量位数组，它代表所有带符号的 int 值 (4,294,967,295)。

byte[] bitArray = byte[536870912];

数组中的每个字节代表8个数字，一个位一个。这意味着byte[0]存储1、2、3、4、5、6、7、8，byte[1]存储9、10、11、12、13、14、15、16等

我用它来存储一个巨大的 table，我可以在其中将数字设置为 true 或 false（0 或 1）。我有一些相当有效的方法来检查是否设置了一个位并设置了一个位（仅使用按位运算符）。

现在我需要一遍又一遍地迭代这个 table 来找到设置为 0 的位。当然，只存储我想迭代的数字会更有效，所以我不每次都需要检查它们，但是数字太多，将它们存储在 ArrayList 中会占用大量内存。

如何有效地多次迭代位数组中未设置的值？

Answer 1

How can I efficiently iterate over this bit array?

一种方法是使用 BitSet。这将同时扫描 long[] 一次检查 64 位，但它的底层方法被转换为内部函数。即单个机器代码指令可能比您在 Java.

中编写的任何内容都快

如果你真的想自己写这个，我建议你看看 BitSet 是如何工作的并复制它的代码。（或使用 BitSet）

建议你看看Long的方法numberOfLeadingZeros(long) numberOfTrailingZeros(long) bitCount(long)

内在函数是 JVM "recognizes" 的一种方法，并用专门的机器代码指令替换这可以使它比复制代码和运行 [=28] 中的相同代码快得多=].

How can I efficiently iterate multiple times over the not set values in the bit array?

在 BitSet 中它使用以下循环

public int nextSetBit(int fromIndex) {
    if (fromIndex < 0)
        throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex < 0: " + fromIndex);

    checkInvariants();

    int u = wordIndex(fromIndex);
    if (u >= wordsInUse)
        return -1;

    long word = words[u] & (WORD_MASK << fromIndex);

    while (true) {
        if (word != 0)
            return (u * BITS_PER_WORD) + Long.numberOfTrailingZeros(word);
        if (++u == wordsInUse)
            return -1;
        word = words[u];
    }
}

注意：这是在每次迭代中检查 64 位。

在 Java 中有效地迭代大量位数组中的未设置值

efficiently iterate over the not set values in a massive bit array in Java

java

bitarray

iterate