C#位图BitArray 小试牛刀
前面聊了布隆過濾器,回歸認識一下位圖BitMap,閱讀前文的同學應該發現了布隆過濾器本身就是基于位圖,是位圖的一種改進。
難纏的布隆過濾器,這次終于通透了
位圖
先看一個問題, 假如有1千萬個整數,整數范圍在1到1億之間,如何快速確定某個整數是否在這個1千萬個整數中呢?
乍一看是一個查找問題,循環、二分查找都是常規思路。
一個好的答案是數據結構和算法的完美結合, 基于題干上的特征和條件,我們是否有其他思路。
對于題干我們使用高中排列組合的思維:有1億個按順序編號的空籃子,我們拿出這1千萬個有數字的球,放進對應的籃子。
最后,所有的籃子有兩種狀態:有球/無球,我們要確定某個數字是否存在,就看對應籃子是否為空。
什么是位圖?每一位存放某種狀態,適用于海量數據,通常用于判斷數據是否存在。位圖的空間由數據的最大值決定。
位圖這種數據結構來大大節省內存的使用量。
我們只需要構造一個長度為1億的bit數組,將有球位置標記為1,無球位置默認記為0;這樣我們就將數字轉換成了一個被壓縮緊致的數組索引,1億bit數組不到16M空間。
確定某位置有球,O(1)的時間復雜度。
C# 有專業的位圖數組:BitArray
using System; using System.Collections; namespace Bitmap {class Program{static void Main(string[] args){var input = Console.ReadLine();var num = int.Parse(input);var bitmap = InitBitMap();if (bitmap.Get(num)){Console.WriteLine($"找到數字{num}");}else{Console.WriteLine($"未找到數字{num}");}}public static BitArray InitBitMap(){var myBA1 = new BitArray(10000);var arr1 = new int[] { 1, 2, 4, 6, 77, 77, 88, 99, 100, 500, 600, 700, 999, 8888 };foreach (int element in arr1){myBA1[element] = true;}return myBA1;}} }BitArray是管理位值的緊湊數組,用布爾值表示,其中true表示位是開啟的(1),false表示位是關閉的(0), 是引用類型,位于System.Collections命名空間。
以上只是小試牛刀,我們針對原題再發散一下,如何找到以上1千萬整數中重復的數字?
還是籃子中放球的思路,這次我們要兩排籃子,也就是兩個BitMap,利用位AND運算(同時為True,結果才是True)找到兩排籃子中均有球的位置。
using System; using System.Collections; namespace Bitmap {class Program{static void Main(string[] args){var bitmap = InitBitMap();for (int i = 0; i < bitmap.Length; i++){if(bitmap[i] == true){Console.WriteLine(i);}}}public static BitArray InitBitMap(){var myBA1 = new BitArray(10000);var myBA2 = new BitArray(10000);var arr1 = new int[] { 1, 2, 4, 6, 77, 77, 88, 99, 100, 500, 600, 700, 999, 8888 };foreach (int element in arr1){if (myBA1[element] == false){myBA1[element] = true;}else{myBA2[element] = true;}}myBA1 = myBA1.And(myBA2);return myBA1;}} }最后提醒各位:寶藏組件Redis天然支持位圖
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的C#位图BitArray 小试牛刀的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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