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Bitmap

在计算机科学中，Bitmap是一种数据结构，用于表示一个集合，其中每个元素被映射到一个位或一个数组的单元，而该单元可以设置或清除，以表示元素是否属于该集合。

Bitmap的应用范围非常广泛，例如在搜索引擎的索引和查询处理中，用于快速定位和匹配关键字；在数据库中，用于索引和快速查找数据；在网络协议中，用于网络流量监控和过滤；在算法和计算机科学中，用于快速排序、排重和计算问题等。

在Bitmap数据结构中，每个元素通常表示一个非负整数，该整数可以作为索引，映射到一个位或数组单元上。如果该元素属于该集合，则该位被设置为1，否则被清除为0。这种表示方法允许快速判断某个元素是否在集合中，只需检查对应的位或数组单元即可。

Bitmap数据结构在空间利用方面非常高效，因为每个元素只需要占用一个位或数组单元，因此对于大型数据集合，可以显著减少存储空间的使用。同时，由于位操作和数组操作是计算机中最基本和最快的操作之一，因此Bitmap数据结构在性能方面也具有很高的优势。

代码实现

type Bitmap struct {
   bits []byte
   size int
}

func NewBitmap(size int) *Bitmap {
   n := (size + 7) / 8
   return &Bitmap{make([]byte, n), size}
}

func (b *Bitmap) SetBit(i int) {
   if i < 0 || i >= b.size {
      return
   }
   index := i / 8
   bit := uint(i % 8)
   b.bits[index] |= 1 << bit
}

func (b *Bitmap) ClearBit(i int) {
   if i < 0 || i >= b.size {
      return
   }
   index := i / 8
   bit := uint(i % 8)
   b.bits[index] &= ^(1 << bit)
}

func (b *Bitmap) GetBit(i int) bool {
   if i < 0 || i >= b.size {
      return false
   }
   index := i / 8
   bit := uint(i % 8)
   return b.bits[index]&(1<<bit) != 0
}

func main() {
   bitmap := NewBitmap(16)
   bitmap.SetBit(0)
   bitmap.SetBit(1)
   bitmap.SetBit(3)
   bitmap.ClearBit(1)

   for i := 0; i < 16; i++ {
      fmt.Printf("%v \n", bitmap.GetBit(i))
   }
}

1个byte（字节）等于8个bit（比特），因此对于长度为n的bitmap，使用n/8长度的byte数组即可存储。

• SetBit：将某一位置1
• ClearBit：将某一位置0
• GetBit：判断某一位是否为1