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【中文标题】Java BitSet 和 byte[] 用法【英文标题】:Java BitSet and byte[] usage 【发布时间】:2012-12-11 12:43:57 【问题描述】:我有这个应用程序,我应该大量使用BitSet
类并一点一点地写入文件。我知道我不能将位写入文件,所以首先我将BitSet
对象转换为字节数组并写入字节数组。但问题是因为BitSet
类从right to left
索引,当我将BitSet
对象转换为字节数组并写入文件时,它会向后写入。
例如这是我的 BitSet 对象:
10100100
BitSet.get(0) 给出 false,而 BitSet.get(7) 给出 true。我想把它写到文件中:
00100101
所以第一位是 0,最后一位是 1。
我的转换方法:
public static byte[] toByteArray(BitSet bits)
byte[] bytes = new byte[(bits.length() + 7) / 8];
for (int i = 0; i < bits.length(); i++)
if (bits.get(i))
bytes[bytes.length - i / 8 - 1] |= 1 << (i % 8);
return bytes;
我的写法:
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
fos.write(BitOperations.toByteArray(cBitSet));
fos.close();
这是故意的还是我做错了什么?谢谢。
【问题讨论】:
你如何使用这个文件?你以后用java读过它来恢复BitSet吗? 我将此文件作为字节数组读取,并在需要时将其转换为 BitSet,但使用外部二进制查看器时,它也会向后看。 【参考方案1】:BitSet
有几个问题:
.toByteArray()
,取决于设置为 1 的最高位(如果没有设置位,则为 0,如果最后一个位设置为 indexOf(highestBitSet) + 7) / 8);
因此,您不能依赖它来计算固定长度的位掩码。
考虑使用ByteBuffer
的包装器。示例代码如下。
注意:这使用“静态工厂方法”进行构造,因此您需要使用BitFlags.withByteLength()
或BitFlags.withBitLength()
来创建一个新实例。当然,您可以为此设计自己的方法,或者只是将构造函数公开。要获取底层数组,请调用.toByteArray()
。
public final class BitFlags
private final int nrBytes;
private final ByteBuffer buf;
private BitFlags(final int nrBytes)
if (nrBytes < 1)
throw new IllegalArgumentException("need at least one byte");
this.nrBytes = nrBytes;
buf = ByteBuffer.allocate(nrBytes);
public static BitFlags withByteLength(final int nrBytes)
return new BitFlags(nrBytes);
public static BitFlags withBitLength(final int nrBits)
return new BitFlags((nrBits - 1) / 8 + 1);
public void setBit(final int bitOffset)
if (bitOffset < 0)
throw new IllegalArgumentException();
final int byteToSet = bitOffset / 8;
if (byteToSet > nrBytes)
throw new IllegalArgumentException();
final int offset = bitOffset % 8;
byte b = buf.get(byteToSet);
b |= 1 << offset;
buf.put(byteToSet, b);
public void unsetBit(final int bitOffset)
if (bitOffset < 0)
throw new IllegalArgumentException();
final int byteToSet = bitOffset / 8;
if (byteToSet > nrBytes)
throw new IllegalArgumentException();
final int offset = bitOffset % 8;
byte b = buf.get(byteToSet);
b &= ~(1 << offset);
buf.put(byteToSet, b);
public byte[] toByteArray()
return buf.array();
【讨论】:
是的,这真的很烦人。所以我创建了一个扩展 BitSet 类的 CustomBitSet 类,并添加了一个数据字段 (int) 来保存 BitSet 的实际长度,所以现在我可以使用错误的位值开始和结束我的 BitSet 对象。但这不是问题所在。 好吧,通过我的解决方案,您可以两全其美,因为您可以获得可靠的byte[]
来编写。正如我所说,如果您愿意,我可以提供示例代码。例如,我已经这样做了,用于在 DNS 标头中设置标志(标志部分位于两个字节上)。
谢谢!我去看看!【参考方案2】:
BitSet 实现了可序列化。如果您只需要能够在 Java 中恢复 BitSet,并且不需要检查其在文件中的状态,您应该告诉它自己保存到文件中。
如果您希望将其写入包含其他非序列化数据的文件,您可以将其写入 ByteArrayOutputStream 并从中检索 byte[]。但是,直接写入文件可能会获得更好的性能。
【讨论】:
【参考方案3】:我觉得这很合理。它不会很快,但它应该工作。如果您希望它以相反的顺序写出位,只需反转索引和移位即可:
byte[] bytes = new byte[(bits.length() + 7) / 8];
for (int i = 0; i < bits.length(); i++)
if (bits.get(i))
bytes[i / 8] |= 1 << (7 - i % 8);
甚至:
bytes[i / 8] |= 128 >> (i % 8);
如果您的位集相当稀疏(或者即使不是),则仅迭代 1 位可能更有效:
byte[] bytes = new byte[(bits.length() + 7) / 8];
for ( int i = bits.nextSetBit(0); i >= 0; i = bits.nextSetBit(i+1) )
bytes[i / 8] |= 128 >> (i % 8);
如果您需要更高的密集位集速度,您可以尝试使用标准的BitSet.toByteArray()
方法,然后使用位旋转技巧来反转各个字节中的位:
byte[] bytes = bits.toByteArray();
for ( int i = 0; i < bytes.length; i++ )
byte b = bytes[i];
b = ((b & 0x0F) << 4) | ((b & 0xF0) >> 4);
b = ((b & 0x33) << 2) | ((b & 0xCC) >> 2);
b = ((b & 0x55) << 1) | ((b & 0xAA) >> 1);
bytes[i] = b;
【讨论】:
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