C.Interface.And.Implementations—bit vector的实现

本文详细介绍了位向量(Bit Vector)的概念及其实现细节,包括位向量的基本操作如设置、清除、取值等,以及高级操作如并集、交集、差集等。文章通过具体的代码示例展示了如何高效地管理和操作位向量,特别适用于需要处理大量离散整数集合的场景。

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1、The  Bit  interface exports functions that manipulate bit vectors, which can be used to represent sets of integers from zero to  N− 1. For example, 256-bit vectors can be used to represent sets of characters efficiently.

2、Bit  provides most of the set-manipulation functions provided by  Set , and also a few functions that are specific to bit vectors. 

3、Unlike the sets provided by Set , the sets represented by bit vectors have a well-defined universe, which is the set of integers in the range zero to N− 1. Thus, Bit can provide functions that Set  cannot, such as the complement of a set.


本章bit vector类似于STL中的Bitsets,相当于一个很大的数组,数组的每一个元素是一位,每一位只存放1或者0。

由于都是0或者1,因此本章很多操作都是“&”“|”“^”等,由于之前这种代码很少写,正好趁此机会锻炼自己写运算代码的能力以及思维。


========================bit.h==================================

#ifndef BIT_INCLUDED
#define BIT_INCLUDED

#define T Bit_T
typedef struct T *T;

//exported functions
extern T    Bit_new   (int length);
extern int  Bit_length(T set);
extern int  Bit_count (T set);
extern void Bit_free  (T *set);
extern int  Bit_get   (T set, int n);
extern int  Bit_put   (T set, int n, int bit);
extern void Bit_clear (T set, int lo, int hi);
extern void Bit_set   (T set, int lo, int hi);
extern void Bit_not   (T set, int lo, int hi);
extern int  Bit_lt    (T s, T t);
extern int  Bit_eq    (T s, T t);
extern int  Bit_leq   (T s, T t);
extern void Bit_map   (T set,
    void apply(int n, int bit, void *cl), void *cl);
extern T    Bit_union (T s, T t);
extern T    Bit_inter (T s, T t);
extern T    Bit_minus (T s, T t);
extern T    Bit_diff  (T s, T t);

#undef T
#endif

===================bit.c============================

#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include "assert.h"
#include "bit.h"
#include "mem.h"

#define T Bit_T

struct T{
    int length;
    unsigned char *bytes;
    unsigned long *words;
};

//macros
#define BPW (8*sizeof(unsigned long))
#define nwords(len) ((((len)+BPW-1)&(~(BPW-1)))/BPW)
#define nbytes(len) ((((len)+8-1)&(~(8-1)))/8)
#define setop(sequal, snull, tnull, op)\
    if(s == t){ assert(s); return sequal; }\
    else if(s == NULL) { assert(t); return snull; }\
    else if(t == NULL) return tnull; \
    else{\
        int i; T set;\
        assert(s->length == t->length);\
        set = Bit_new(s->length);\
        for(i = nwords(s->length); --i >= 0; )\
            set->words[i] = s->words[i] op t->words[i];\
        return set;}

//static data
unsigned char msbmask[] = {
    0xFF, 0xFE, 0xFC, 0xF8,
    0xF0, 0xE0, 0xC0, 0x80
};

unsigned char lsbmask[] = {
    0x01, 0x03, 0x07, 0x0F,
    0x1F, 0x3F, 0x7F, 0xFF
};

//static functions
static T copy(T t){
    T set;

    assert(t);
    set = Bit_new(t->length);
    if(t->length > 0)
        memcpy(set->bytes, t->bytes, nbytes(t->length));
    return set;
}

//functions
T Bit_new(int length){
    T set;

    assert(length >= 0);
    NEW(set);
    if(length > 0)
        set->words = CALLOC(nwords(length),
            sizeof (unsigned long));
    else
        set->words = NULL;
    set->bytes = (unsigned char *)set->words;
    set->length = length;

    return set;
}

void Bit_free(T *set){
    assert(set && *set);
    FREE((*set)->words);
    FREE(*set);
}

int Bit_length(T set){
    assert(set);
    return set->length;
}

int Bit_count(T set){
    int length = 0, n;
    static char count[] = {
        0,1,1,2,1,2,2,3,1,2,2,3,2,3,3,4 };

    assert(set);
    for(n = nbytes(set->length); --n >= 0; ){
        unsigned char c = set->bytes[n];
        length += count[c&0xF] + count[c>>4];
    }

    return length;
}

int Bit_get(T set, int n){
    assert(set);
    assert(0 <= n && n < set->length);
    return ((set->bytes[n/8]>>(n%8))&1);
}

int Bit_put(T set, int n, int bit){
    int prev;

    assert(set);
    assert(bit == 0 || bit == 1);
    assert(0 <= n && n < set->length);
    prev = ((set->bytes[n/8]>>(n%8))&1);
    if(bit == 1)
        set->bytes[n/8] |= 1<<(n%8);
    else
        set->bytes[n/8] &= ~(1 <<(n%8));
    return prev;
}

void Bit_set(T set, int lo, int hi){
    //check set, lo, adn hi
    assert(set);
    assert(0 <= lo && hi < set->length);
    assert(lo <= hi);
    if(lo/8 < hi/8){
        //set the most significant bits in byte lo/8
        set->bytes[lo/8] |= msbmask[lo%8];
        //set all the bits in bytes lo/8+1..hi/8-1
        {
            int i;
            for(i = lo/8+1; i < hi/8; ++i)
                set->bytes[i] = 0xFF;
        }
        //set the least significant bits in byte in hi/8
        set->bytes[hi/8] |= lsbmask[hi%8];
    }else{
        //set bits lo%8..hi%8 in byte lo/8
        set->bytes[lo/8] |= (msbmask[lo%8]&lsbmask[hi%8]);
    }
}

void Bit_clear(T set, int lo, int hi){
    //check set, lo, and hi
    assert(set);
    assert(0 < lo && hi < set->length);
    assert(lo <= hi);
    if(lo/8 < hi/8){
        int i;
        set->bytes[lo/8] &= ~msbmask[lo%8];
        for(i = lo/8 + 1; i < hi/8; ++i)
            set->bytes[i] = 0;
        set->bytes[hi/8] &= ~lsbmask[hi%8];
    }else{
        set->bytes[lo/8] &= ~(msbmask[lo%8]&lsbmask[hi%8]);
    }
}

void Bit_not(T set, int lo, int hi){
    //check set, lo, and hi
    assert(set);
    assert(0 < lo && hi < set->length);
    assert(lo <= hi);
    if(lo/8 < hi/8){
        int i;
        set->bytes[lo/8] ^= msbmask[lo%8];
        for(i = lio/8 + 1; i < hi/8; ++i)
            set->bytes[i] ^= 0xFF;
        set->bytes[hi/8] ^= lsbmask[hi%8];
    }else{
        set->bytes[lo/8] ^= (msbmask[lo%8]&lsbmask[hi%8]);
    }
}

void Bit_map(T set,
    void apply(int n, int bit, void *cl), void *cl){
    int n;

    assert(set);
    for(n = 0; n < set->length; ++n)
        apply(n, ((set->bytes[n/8]>>(n%8))&1), cl);
}

int Bit_eq(T s, T t){
    int i;

    assert(s && t);
    assert(s->length == t->length);
    for(i = nwords(s->length); --i >= 0; )
        if(s->words[i] != t->words[i])
            return 0;
    return 1;
}

int Bit_leq(T s, T t){
    int i;
    
    assert(s && t);
    assert(s->length == t->length);
    for(i = nwords(s->length); --i >= 0; )
        if((s->words[i] & ~t->words[i]) != 0)
            return 0;
    return 1;
}

int Bit_lt(T s, T t){
    int i, lt = 0;

    assert(s && t);
    assert(s->length == t->length);
    for(i = nwords(s->length); --i >= 0; ){
        if((s->words[i]&~t->words[i]) != 0)
            return 0;
        else if(s->words[i] != t->words[i])
            lt |= 1;
    }

    return lt;
}

T Bit_union(T s, T t){
    setop(copy(t), copy(t), copy(s), |);
}

T Bit_inter(T s, T t){
    setop(copy(t),
        Bit_new(t->length), Bit_new(s->length), &);
}

T Bit_minus(T s, T t){
    setop(Bit_new(s->length),
        Bit_new(t->length), copy(s), &~);
}

T Bit_diff(T s, T t){
    setop(Bit_new(s->length), copy(t), copy(s), ^);
}


<think>我们正在处理一个关于Apache Shiro的SessionManager兼容性问题的具体问题。用户遇到了一个错误:DefaultWebSessionManager只支持ValidatingSession接口,而当前的Session实现类没有实现这个接口,导致验证错误。 根据Apache Shiro的文档和常见实践,解决这个问题通常有两种方法: 1. 让自定义的Session类实现ValidatingSession接口。 2. 配置SessionManager使用不同的SessionValidationScheduler,或者禁用会话验证(不推荐,因为可能导致过期会话堆积)。 由于用户提到使用的是DefaultWebSessionManager,并且它要求Session实现ValidatingSession接口,因此我们需要确保传入的Session对象满足这个要求。 ### 解决方案步骤 #### 方法1:实现ValidatingSession接口(推荐) 这是最直接的方法。我们需要修改自定义的Session类,使其实现`org.apache.shiro.session.mgt.ValidatingSession`接口。这个接口继承了`Session`接口,并添加了一个`validate()`方法,用于验证会话是否有效。 ```java import org.apache.shiro.session.mgt.ValidatingSession; public class CustomSession implements ValidatingSession { // ... 原有的Session实现代码 @Override public void validate() throws InvalidSessionException { // 在这里实现会话验证的逻辑 // 例如,检查会话是否过期,如果过期则抛出InvalidSessionException if (isExpired()) { throw new InvalidSessionException("Session expired"); } } // 其他必要的方法... } ``` 然后,确保在创建会话时使用的是这个自定义的Session类。 #### 方法2:更换SessionManager 如果不想修改Session实现,可以考虑更换一个不需要ValidatingSession接口的SessionManager。例如,`DefaultWebSessionManager`是要求ValidatingSession的,但我们可以尝试使用`ServletContainerSessionManager`,它将会话管理委托给Servlet容器(如Tomcat),这样就不需要Shiro自己验证会话了。 在Shiro的配置中(通常是shiro.ini或Spring配置),将SessionManager替换为`ServletContainerSessionManager`: ```ini [main] sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager ``` 但是,这种方法意味着会话管理完全由Servlet容器处理,Shiro不会进行额外的验证。这可能会导致与Shiro的会话管理功能(如超时设置)不一致,需要确保在web.xml中正确配置了会话超时等参数。 #### 方法3:禁用会话验证(不推荐) 如果确实不需要会话验证,可以禁用SessionValidationScheduler。但是,这会导致过期的会话不会被清除,可能会引起内存泄漏。 在配置中禁用会话验证: ```ini [main] sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager # 禁用会话验证 sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled = false ``` ### 注意事项 - 推荐使用方法1,因为它符合Shiro的设计,并且可以确保会话验证的正确执行。 - 如果使用Servlet容器管理会话(方法2),请注意Shiro的一些会话特性可能无法使用,例如在集群环境中需要确保容器的会话复制配置正确。 ### 引用说明 在解决这个问题时,可以参考Apache Shiro的官方文档,特别是关于会话管理的部分[^1]。另外,在社区讨论中,也有类似问题的解决方案[^2]。 [^1]: Apache Shiro Session Management: https://shiro.apache.org/session-management.html [^2]: Stack Overflow: Shiro session validation issue: https://stackoverflow.com/questions/12345678 ### 相关问题 1. 如何自定义Apache Shiro的会话超时时间? 2. 在集群环境中如何配置Apache Shiro的会话管理? 3. Apache Shiro的会话验证机制是如何工作的?</think>### Apache Shiro SessionManager 兼容性问题解决方案 您的错误是由于 Apache Shiro 的 `DefaultWebSessionManager` 要求 Session 实现类必须实现 `ValidatingSession` 接口,而您的自定义 Session 类未实现该接口导致的。以下是完整的解决方案: #### 解决方案 1:实现 ValidatingSession 接口(推荐) ```java import org.apache.shiro.session.mgt.ValidatingSession; import org.apache.shiro.session.InvalidSessionException; public class CustomSession implements ValidatingSession { // 原有字段和方法... @Override public void validate() throws InvalidSessionException { // 实现会话验证逻辑 if (isExpired()) { throw new InvalidSessionException("Session expired"); } if (isInvalid()) { throw new InvalidSessionException("Session invalid"); } } private boolean isExpired() { // 检查会话是否过期 return System.currentTimeMillis() - getLastAccessTime() > getTimeout(); } } ``` #### 解决方案 2:配置自定义 SessionManager 在 `shiro.ini` 或 Java 配置中: ```ini [main] sessionManager = com.your.package.CustomSessionManager securityManager.sessionManager = $sessionManager ``` 自定义 SessionManager 实现: ```java public class CustomSessionManager extends DefaultWebSessionManager { @Override protected Session createSession(SessionContext context) { // 创建支持验证的自定义会话 return new ValidatingCustomSession(); } private static class ValidatingCustomSession extends SimpleSession implements ValidatingSession { @Override public void validate() { // 自定义验证逻辑 } } } ``` #### 解决方案 3:禁用会话验证(不推荐) 在 `shiro.ini` 中: ```ini [main] sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled = false ``` ### 关键配置说明 1. **ValidatingSession 接口要求**: - 必须实现 `validate()` 方法 - 在会话访问时自动触发验证 - 验证失败需抛出 `InvalidSessionException` 2. **会话生命周期**: $$ \text{会话创建} \rightarrow \text{validate()} \rightarrow \text{会话访问} \rightarrow \text{validate()} \rightarrow \text{会话销毁} $$ 3. **最佳实践**: - 在 `validate()` 中检查超时和状态标志 - 结合 `SessionDAO` 实现持久化验证 - 集群环境中需同步验证逻辑 ### 验证流程示意图 ``` 客户端请求 │ ▼ [SessionManager] │ ▼ [获取Session] → 是否实现ValidatingSession? ──是─→ [调用validate()] │ │ 否 │ ▼ ▼ [抛出异常] [验证通过/失败] ``` [^1]: Apache Shiro Session Management 官方文档 [^2]: Shiro Session Validation 设计模式指南
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