算法 - BitMap

2020-05-15  本文已影响0人  googoler

基本思想:


原理

这此我用一个简单的例子来详细介绍BitMap算法的原理。假设我们要对0-7内的5个元素(4,7,2,5,3)进行排序(这里假设元素没有重复)。我们可以使用BitMap算法达到排序目的。要表示8个数,我们需要8个byte。

  1. 首先我们开辟一个字节(8byte)的空间,将这些空间的所有的byte位都设置为0
  2. 然后便利这5个元素,第一个元素是4,因为下边从0开始,因此我们把第五个字节的值设置为 1
  3. 然后再处理剩下的四个元素,最终8个字节的状态如下图:


    image.png
  4. 现在我们遍历一次bytes区域,把值为1的byte的位置输出(2,3,4,5,7),这样便达到了排序的目的

从上面的例子我们可以看出,BitMap算法的思想还是比较简单的,关键的问题是如何确定10进制的数到2进制的映射图。
MAP映射:
  假设需要排序或则查找的数的总数N=100000000,BitMap中1bit代表一个数字,1个int = 4Bytes = 4*8bit = 32 bit,那么N个数需要N/32 int空间。所以我们需要申请内存空间的大小为int a[1 + N/32],其中:a[0]在内存中占32为可以对应十进制数0-31,依次类推:

a[0]-----------------------------> 0-31
a[1]------------------------------> 32-63
a[2]-------------------------------> 64-95
a[3]--------------------------------> 96-127
......................................................

那么十进制数如何转换为对应的bit位,下面介绍用位移将十进制数转换为对应的bit位:

  1. 求十进制数在对应数组a中的下标
    十进制数0-31,对应在数组a[0]中,32-63对应在数组a[1]中,64-95对应在数组a[2]中………,使用数学归纳分析得出结论:对于一个十进制数n,其在数组a中的下标为:a[n/32]
  2. 求出十进制数在对应数a[i]中的下标
    例如十进制数1在a[0]的下标为1,十进制数31在a[0]中下标为31,十进制数32在a[1]中下标为0。 在十进制0-31就对应0-31,而32-63则对应也是0-31,即给定一个数n可以通过模32求得在对应数组a[i]中的下标。
  3. 位移

参考:

上一篇 下一篇

猜你喜欢

热点阅读