问题: C++ 因项目需求,需要将0~2的32次方这个区间的数字保存到内存当中(内存大小为4G),并且可以实现对任意一个数字的增删。(先叙述设计思路,再写岀代码)
为了在有限的内存(4GB)中存储和操作 0 到 2^32-1 之间的所有数字,我们需要考虑数据结构和存储策略。由于32位整数的范围很大(4,294,967,296 个可能的数字),我们需要一个高效的方式来存储和操作这些数字。在这种情况下,位图(bitmap)是一个合适的选择。
设计思路
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位图(Bitmap):
- 使用位图来表示数字的存在与否,每一个位(bit)对应一个数字。
- 位图的大小需要 2^32 bits(约 512MB),因为每个数字占用1 bit。
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内存分配:
- 4GB内存足够容纳整个位图。
- 位图可以使用
std::vector<uint8_t>
来表示,每个uint8_t
包含8个bit。
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增删操作:
- 增加数字时,将对应位置的bit设置为1。
- 删除数字时,将对应位置的bit设置为0。
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辅助函数:
- 设置位函数:设置特定位置的bit为1。
- 清除位函数:设置特定位置的bit为0。
- 查询位函数:检查特定位置的bit是0还是1。
代码实现
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdint>
class Bitmap {
public:
Bitmap