python 32bit数据结构_python实现bitmap数据结构详解

最新推荐文章于 2024-11-25 19:06:19 发布

我虽横行却不霸道

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文章标签： python 32bit数据结构

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42650811/article/details/111968462

本文详细介绍了如何在Python中实现32位Bitmap数据结构，包括复位、计算数组索引、置1、清0和检测位是否为1的操作。通过使用32位有符号整数，并考虑Python的数组和位操作，该实现适用于Bloom Filter等算法设计场景。

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bitmap是很常见的算法设计，例如用以Bloom Filter中；用以无反复整数金额的排列这些。bitmap一般根据数组来完成，数组中每一个原素能够当做是一系列二进制数，全部元素组成更高的二进制结合。针对Python而言，整数金额种类默认设置是有标记种类，因此一个整数金额的能用十位数为31位。

bitmap完成构思

bitmap是用以对每一位开展实际操作。举例来说，一个Python数组包括4个32位系统有标记整形，则一共能用位为4 * 31 = 124位。假如要在第90个二进制位上实际操作，则要先获得到实际操作数组的第几个原素，再获得相对的位数据库索引，随后实行实际操作。

图中所显示为一个32位系统整形，在Python中默认设置是有标记种类，最大位为标记位，bitmap不可以应用它。左侧是上位，右侧是底位，最少位为第0位。

复位bitmap

最先必须复位bitmap。拿90这一整数金额而言，由于单独整形只有应用31位，因此 90除于31并向上取整则可获知必须好多个数组原素。编码以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = int((max 31 – 1) / 31) #向上取整

if __name__ == ‘__main__’:

bitmap = Bitmap(90)

print ‘必须 %d 个原素。’ % bitmap.size

编码以下:

$ python bitmap.py

必须 3 个原素。

测算在数组中的数据库索引

测算在数组中的数据库索引实际上是跟以前测算数组尺寸是一样的。只不过是以前是对最大值测算，如今换为任一必须储存的整数金额。可是有一点不一样，测算在数组中的数据库索引是向下取整，因此必须改动calcElemIndex方式的完成。编码改成以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = self.calcElemIndex(max, True)

self.array = [0 for i in range(self.size)]

def calcElemIndex(self, num, up=False):

”’up为True则为向上取整, 不然为向下取整”’

if up:

return int((num 31 – 1) / 31) #向上取整

return num / 31

if __name__ == ‘__main__’:

bitmap = Bitmap(90)

print ‘数组必须 %d 个原素。’ % bitmap.size

print ’47 应储存在第 %d 个数组原素上。’ % bitmap.calcElemIndex(47)

编码以下:

$ python bitmap.py

数组必须 3 个原素。

47 应储存在第 1 个数组原素上。

因此获得较大整数金额很重要，不然有可能建立的数组容下下不来一些数据信息。

测算在数组原素中的位数据库索引

数组原素中的位数据库索引能够根据取模运算来获得。令需储存的整数金额跟31牙模型就可以获得位数据库索引。编码改成以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = self.calcElemIndex(max, True)

self.array = [0 for i in range(self.size)]

def calcElemIndex(self, num, up=False):

”’up为True则为向上取整, 不然为向下取整”’

if up:

return int((num 31 – 1) / 31) #向上取整

return num / 31

def calcBitIndex(self, num):

return num % 31

if __name__ == ‘__main__’:

bitmap = Bitmap(90)

print ‘数组必须 %d 个原素。’ % bitmap.size

print ’47 应储存在第 %d 个数组原素上。’ % bitmap.calcElemIndex(47)

print ’47 应储存在第 %d 个数组原素的第 %d 位上。’ % (bitmap.calcElemIndex(47), bitmap.calcBitIndex(47),)

别忘记是以第0位算起哦。

置1实际操作

二进制位默认设置是0，将某部位1则表明在这里位储存了数据信息。编码改成以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = self.calcElemIndex(max, True)

self.array = [0 for i in range(self.size)]

def calcElemIndex(self, num, up=False):

”’up为True则为向上取整, 不然为向下取整”’

if up:

return int((num 31 – 1) / 31) #向上取整

return num / 31

def calcBitIndex(self, num):

return num % 31

def set(self, num):

elemIndex = self.calcElemIndex(num)

byteIndex = self.calcBitIndex(num)

elem = self.array[elemIndex]

self.array[elemIndex] = elem | (1 byteIndex)

if __name__ == ‘__main__’:

bitmap = Bitmap(90)

bitmap.set(0)

print bitmap.array

由于从第0位算起，因此如必须储存0，则必须把第0部位1。

清0实际操作

将某部位0，也即丢掉已储存的数据信息。编码以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = self.calcElemIndex(max, True)

self.array = [0 for i in range(self.size)]

def calcElemIndex(self, num, up=False):

”’up为True则为向上取整, 不然为向下取整”’

if up:

return int((num 31 – 1) / 31) #向上取整

return num / 31

def calcBitIndex(self, num):

return num % 31

def set(self, num):

elemIndex = self.calcElemIndex(num)

byteIndex = self.calcBitIndex(num)

elem = self.array[elemIndex]

self.array[elemIndex] = elem | (1 byteIndex)

def clean(self, i):

elemIndex = self.calcElemIndex(i)

byteIndex = self.calcBitIndex(i)

elem = self.array[elemIndex]

self.array[elemIndex] = elem (~(1 byteIndex))

if __name__ == ‘__main__’:

bitmap = Bitmap(87)

bitmap.set(0)

bitmap.set(34)

print bitmap.array

bitmap.clean(0)

print bitmap.array

bitmap.clean(34)

print bitmap.array

清0和置1是互反实际操作。

检测一位是不是为1

分辨一位是不是为1是为了更好地取下以前所储存的数据信息。编码以下：

编码以下:

#!/usr/bin/env python

#coding: utf8

class Bitmap(object):

def __init__(self, max):

self.size = self.calcElemIndex(max, True)

self.array = [0 for i in range(self.size)]

def calcElemIndex(self, num, up=False):

”’up为True则为向上取整, 不然为向下取整”’

if up:

return int((num 31 – 1) / 31) #向上取整

return num / 31

def calcBitIndex(self, num):

return num % 31

def set(self, num):

elemIndex = self.calcElemIndex(num)

byteIndex = self.calcBitIndex(num)

elem = self.array[elemIndex]

self.array[elemIndex] = elem | (1 byteIndex)

def clean(self, i):

elemIndex = self.calcElemIndex(i)

byteIndex = self.calcBitIndex(i)

elem = self.array[elemIndex]

self.array[elemIndex] = elem (~(1 byteIndex))

def test(self, i):

elemIndex = self.calcElemIndex(i)

byteIndex = self.calcBitIndex(i)

if self.array[elemIndex] (1 byteIndex):

return True

return False文章内容来源于:www.seo-7.comwww.sEo-6.comhttp://www.seo-6.com/seoyh/seojichurm/118357.html

(编辑：部分内容来互联网)