存储位掩码的 int 值 - 提取 1 个值位

Question

我正在计算给定的一组位的 int 等效值并将其存储在内存中。从那里，我想确定原始位掩码中的所有 1 值位。示例：

33 --> [1,6]
97 --> [1,6,7]

在 Java 中实现的想法？

Answer 1

在 BitSet 上

使用 java.util.BitSet 来存储一组位。

以下是根据 int 中设置的位将 int 转换为 BitSet 的方法：

static BitSet fromInt(int num) {
    BitSet bs = new BitSet();
    for (int k = 0; k < Integer.SIZE; k++) {
        if (((num >> k) & 1) == 1) {
            bs.set(k);
        }
    }
    return bs;
}

现在您可以执行以下操作：

System.out.println(fromInt(33)); // prints "{0, 5}"
System.out.println(fromInt(97)); // prints "{0, 5, 6}"

为了完整起见，这里是反向转换：

static int toInt(BitSet bs) {
    int num = 0;
    for (int k = -1; (k = bs.nextSetBit(k + 1)) != -1; ) {
        num |= (1 << k);
    }
    return num;
}

因此，将两者组合在一起，我们总是得到原始数字：

System.out.println(toInt(fromInt(33))); // prints "33"
System.out.println(toInt(fromInt(97))); // prints "97"

---

基于 0 的索引

请注意，这使用基于 0 的索引，这是更常用的位索引（并且大多数Java 中的其他所有内容）。这也是比较正确的。在下文中，^ 表示求幂：

33 = 2^0 + 2^5 = 1 + 32          97 = 2^0 + 2^5 + 2^6 = 1 + 32 + 64
33 -> {0, 5}                     97 -> {0, 5, 6}

但是，如果您坚持使用基于 1 的索引，则可以使用 bs.set(k+1); 和 上述片段中的 (1 << (k-1)) 。然而，我强烈反对这一建议。

相关问题

• Java 中 ^ 运算符的作用是什么? -- 实际上不是求幂

Answer 2

对于位摆弄，java.lang.Integer 有一些非常有用的静态方法。尝试将此代码作为解决您的问题的起始基础：

public int[] extractBitNumbers(int value) {
    // determine how many ones are in value
    int bitCount = Integer.bitCount(value);
    // allocate storage
    int[] oneBits = new int[bitCount];
    int putIndex = 0;
    // loop until no more bits are set
    while (value != 0) {
        // find the number of the lowest set bit
        int bitNo = Integer.numberOfTrailingZeros(value);
        // store the bit number in array
        oneBits[putIndex++] = bitNo+1; 
        // clear the bit we just processed from the value
        value &= ~(1 << bitNo);      
    }
    return oneBits;
}

Answer 3

我可以向你展示 C# 实现，Java 应该非常相似。

int value = 33;
int index = 1;

while (value > 0)
{
   if ((value % 2) == 1)
      Console.WriteLine(index);

   index++;
   value /= 2;
}

Answer 4

如果你想得到这样的数组，你可能需要循环你想要检查的位数 & 整数，每一步移动 1 位。

像（伪）的东西：

Init array
mask = 1
for (0 to BitCount):
  if Integer & mask
    array[] = pos
  mask << 1

Answer 5

位运算的变体类似于：

int[] getBits(int value) {
  int bitValue = 1;
  int index = 1;
  int[] bits = new int[33];

  while (value >= bitValue)
  {
    bits[index++] = (value & bitValue);
    bitValue << 1; // or: bitValue *= 2;
  }
  return bits;
}

请注意，由于按照您的要求，位从 1 开始索引，因此 bits[0] 未被使用。