python实现bitmap数据结构详解

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bitmap是很常用的数据结构,比如用于Bloom Filter中;用于无重复整数的排序等等。bitmap通常基于数组来实现,数组中每个元素可以看成是一系列二进制数,所有元素组成更大的二进制集合。对于Python来说,整数类型默认是有符号类型,所以一个整数的可用位数为31位。

bitmap实现思路

bitmap是用于对每一位进行操作。举例来说,一个Python数组包含4个32位有符号整型,则总共可用位为4 * 31 = 124位。如果要在第90个二进制位上操作,则要先获取到操作数组的第几个元素,再获取相应的位索引,然后执行操作。

上图所示为一个32位整型,在Python中默认是有符号类型,最高位为符号位,bitmap不能使用它。左边是高位,右边是低位,最低位为第0位。

bitmap是用于对每一位进行操作。举例来说,一个Python数组包含4个32位有符号整型,则总共可用位为4 * 31 = 124位。如果要在第90个二进制位上操作,则要先获取到操作数组的第几个元素,再获取相应的位索引,然后执行操作。

初始化bitmap

首先需要初始化bitmap。拿90这个整数来说,因为单个整型只能使用31位,所以90除以31并向上取整则可得知需要几个数组元素。代码如下:

复制代码 代码如下:

!/usr/bin/env python

coding: utf8

class Bitmap(object):
def init(self, max):
self.size = int((max + 31 - 1) / 31) #向上取整

if name == 'main':
bitmap = Bitmap(90)
print '需要 %d 个元素。' % bitmap.size

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