Java位图数据结构详解（从零开始掌握BitSet高效存储与查询）

Java 中的位图实现：BitSet 类

Java 标准库提供了 java.util.BitSet 类，它封装了位图的核心功能，无需我们手动操作二进制位。

下面是一个简单的使用示例：

// 创建一个位图BitSet bitSet = new BitSet();// 设置第 5 位为 true（表示数字 5 存在）bitSet.set(5);// 检查第 5 位是否为 trueboolean exists = bitSet.get(5); // 返回 true// 清除第 5 位bitSet.clear(5);// 获取位图中设置为 true 的位数量int count = bitSet.cardinality();

实战：用 BitSet 实现整数去重

假设我们有一组非负整数，需要快速去重并判断某个数是否存在。使用 Java BitSet教程中的方法可以轻松实现：

import java.util.BitSet;import java.util.Arrays;public class BitmapExample {    public static void main(String[] args) {        int[] numbers = {10, 20, 5, 10, 30, 5};                // 创建位图，初始大小可设为最大值+1        BitSet bitmap = new BitSet();                // 将所有数字加入位图        for (int num : numbers) {            bitmap.set(num);        }                // 打印去重后的结果        System.out.println("去重后的数字：");        for (int i = bitmap.nextSetBit(0); i >= 0; i = bitmap.nextSetBit(i + 1)) {            System.out.print(i + " ");        }        // 输出：5 10 20 30                // 判断是否存在        System.out.println("\n20 是否存在？" + bitmap.get(20)); // true    }}

位图的优势与局限

优势：

• 内存占用极小（1亿个整数仅需约 12MB）
• 插入、查询、删除操作时间复杂度均为 O(1)
• 适合高效去重与存在性判断

局限：

• 只适用于非负整数（或可映射为非负整数的场景）
• 若数据稀疏（最大值很大但数量少），可能浪费空间

总结

通过本文，你已经掌握了 Java位图数据结构的基本原理和 BitSet 的使用方法。无论是面试还是实际项目开发，位图都是一种非常实用的工具。记住关键词：Java BitSet教程、位图算法实现、高效去重与存在性判断，它们将帮助你在搜索引擎中快速找到相关资源。

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