标签：存储 C# BitMap c# int num 数组 byte public
1.BitMap的应用
在网络同步中（尤其是帧同步），往往需要找一种数据在序列化之后，体积小，数据信息量可观的数据存储方式。
以帧同步为例，一个相当复杂的ACT游戏，采用同步交互量最省的帧同步方式进行网络同步，每关键帧只同步玩家的键位操作数据，此时如果使用BitMap算法进行数据结构的设计，只要1byte就可以存8个键位操作，1int则可以存32个键位操作，每一个关键帧的传输量很小。
在c#语言中，已经设计了BitArray这一数据结构，可直接投入使用。本文旨在详解BitMap算法，所以重新用最基础的byte[]数组以及简单的位运算，来重新实现一遍。
2.BitMap算法的原理介绍
首先，我们来看一个byte的结构组成
一个byte的有8位，每一位都可以用来存储0或1的值，默认每一位都是0。
我们把每一位的位置信息，作为计数，如0就把第0位的值存为1，1就放在第1位的值存为1，2就放在第2位的值存为1，想要表达的数据超过了8位，就再建立一个byte,继续存放。
Magic! 如果现在有10亿的数据，原本按32位int存一个数组，需要 4字节*10亿 = 3.7G左右的空间，如果转换成上述的bitmap算法，从4字节存一个数，变成了1字节存8个数，则只需要3.7G / 32 的空间了。
3.具体实现与源码解析
按照上述分析，我们主要实现目标其实就是对众多byte组成的这一数据结构，可以进行便利的增删改查。
其中要点可以分为以下三点
1.能够快速的根据存入的数据，定位到其在bitmap中的索引位置。
2.定位到位置后，可以方便的修改其值。（0或1）
3.对于多个byte进行恰当的存储。首先针对第3点，我们可以很快联系到申明一个byte数组，这样数据连续存储，也方便整体遍历。
再者，针对第1点，也不难想到，既然bitmap本质意义是一个byte数组，那么对于存储其中的数据，我们需要定位到其存储在数组的第几号元素，以及在该元素也就是单个byte中，存储于第几位上。
一个byte有8位，首位存0，直接上超级简单的数学算法
对于数据N
在数组中的序号(N) = N / 8 = N >> 3
定位到当前序号的byte后
在byte中的位置(N) = N % 8 = N & 0X07解决了定位，我们再来看第2点，修改当前位置的值
对于当前byte中，第P位的值
设定一个同为8位byte类型的模板值，由1左移P位得到
byte M = (byte)(1 << P)
1.如果存入，则需将第P位设为1
byte = byte | M
2.如果清除，则需将P位设为0
2.1 将模板值M取反，Z = ~M
2.2 byte = byte & Z
同理，我们还可以扩展出算法，对当前的bitmap是否存储了某个值进行判断
byte isContain = byte & M
如果 isContain 不为0，则存在数据N，反之则不存在
所有源码如下
public class CustomBitMap
{
public byte[] Bits { get; private set; }
/// <summary>
/// 数组中的第几个byte
/// </summary>
public byte Index { get; private set; }
/// <summary>
/// 在单个byte中 第几位
/// </summary>
public byte Position { get; private set; }
public CustomBitMap(int length = 8)
{
Bits = new byte[length];
Index = 0;
Position = 0;
}
/// <summary>
/// byte[] 中 所在的num位置变为1 其他位置不变
/// </summary>
/// <param name="num"></param>
public void Add(int num)
{
//num / 8 得到位于数组的第几个byte
int arrayIndex = num >> 3;
// num % 8 得到位于单个byte中 第几位
int position = num & 0x07;
byte arg = (byte) (1 << position);
Bits[arrayIndex] |= arg;
}
public void Clear(int num)
{
//num / 8 得到位于数组的第几个byte
int arrayIndex = num >> 3;
// num % 8 得到位于单个byte中 第几位
int position = num & 0x07;
//将1 左移并取反
byte arg = (byte) ~(1 << position);
//随后&上即清除
Bits[arrayIndex] &= arg;
}
public bool Contains(int num)
{
//num / 8 得到位于数组的第几个byte
int arrayIndex = num >> 3;
// num % 8 得到位于单个byte中 第几位
int position = num & 0x07;
//将1 左移并取反
byte arg = (byte)(1 << position);
return (Bits[arrayIndex] & arg) != 0;
}
}
标签：存储,C#,BitMap,c#,int,num,数组,byte,public 来源： https://www.cnblogs.com/cdaniu/p/16383679.html
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