BitMap算法和Java的实现类BigSet

本文探讨了BitMap算法在处理大规模数据场景中的应用,如统计日活和部门联系客户量,以减少数据库压力。Java中的BigSet是BitMap的一种实现,它通过位操作高效存储数据。然而,当数据过于稀疏时,可能会导致遍历效率降低。此外,当数据超过int范围,可以使用多个BitSet存放。BigSet还能用于实时统计和数据排序,提供比传统方法更高的性能。

 

 

考虑下面几个应用场景:

  1. 统计每天的日活(访问量、用户数等)
  2. 统计某个部门的联系客户量
  3. 对大量数据进行排序

 

针对第一种应用场景,通常的做法就是采用明细表来记录每一个访问量,然后统计每天的用户数(用一个用户,多次访问,只算一个)。

这里有个问题,就是假设用户量比较大,假设一天有1000万的请求量,一个月就有3亿的数据量,对数据库的压力比较大。

这是我们就可以考虑采用BigMap来实现,它之间用位置代替数字,用0和1来表示这个数字是否存在,可以加大的压缩存储空间。比如说,1亿个用户一天的数据量也就 1 0000 0000bit = 11.92m,也就是说用户一天的登录信息也就产生11.92m的数据量。一个月也就357.63m的数据量。

 

Java的实现就是BigSet,下面是一段实现代码:

BitSet bm = new BitSet();

System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());

bm.set(0);

System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());

bm.set(1);

System.out.println(bm.isEmpty()+"--"+bm.size());

System.out.println(bm.get(65));

System.out.println(bm.isEmp

Java中实现Bitmap算法,可参考以下步骤示例代码。 首先,要理解Bitmap算法的基本思想,它是用位来表示元素是否存在。比如对0 - 7内的元素进行排序,可使用8个bit来表示这8个数是否存在,若元素存在则对应位置为1,不存在则为0 [^1]。 以下是一个Java实现Bitmap的示例代码: ```java public class MyBitmap { private byte[] buckets; // 构造函数,初始化Bitmap public MyBitmap(int maxNum) { this.init(maxNum); } // 初始化字节数组 private void init(int maxNum) { int maxBucketIndex = this.getBucketIndex(maxNum); this.buckets = new byte[maxBucketIndex + 1]; } // 向Bitmap中添加元素 public void add(int num) { int bucketIndex = this.getBucketIndex(num); int bitIndex = this.getBucketInnerBitIndex(num); this.buckets[bucketIndex] |= 1 << bitIndex; } // 检查元素是否存在于Bitmap中 public boolean contains(int num) { int bucketIndex = this.getBucketIndex(num); int bitIndex = this.getBucketInnerBitIndex(num); return (this.buckets[bucketIndex] & 1 << bitIndex) != 0; } // 计算元素所在的字节数组索引 private int getBucketIndex(int num) { return num >> 3; } // 计算元素在字节内的位索引 private int getBucketInnerBitIndex(int num) { return num & 0x07; } } ``` 可以使用以下方式调用这个类: ```java public class Main { public static void main(String[] args) { MyBitmap bitmap = new MyBitmap(7); int[] elements = {4, 7, 2, 5, 3}; for (int element : elements) { bitmap.add(element); } System.out.println(bitmap.contains(4)); // 输出 true System.out.println(bitmap.contains(6)); // 输出 false } } ``` 在上述代码中,`MyBitmap`类实现了基本的Bitmap功能。`init`方法用于初始化字节数组,`add`方法用于向Bitmap中添加元素,`contains`方法用于检查元素是否存在。`getBucketIndex``getBucketInnerBitIndex`方法分别用于计算元素所在的字节数组索引字节内的位索引 [^3]。 此外,还可以定义一个接口来规范Bitmap的操作,示例如下: ```java interface _BitMap { void add(int num); void del(int num); void set(int num, boolean value); boolean contains(int num); } ``` 基于字节数组实现这个接口,就能实现更灵活的Bitmap操作 [^2]。
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