为什么不使用更具大小确定性的类型来实现BitSet？

Question

此处的Java参考指出，布尔类型虽然用信息的“位”表示，但没有精确定义的大小。 相反，其他类型似乎暗示已定义大小。 例如，一个int是故事末尾的32位。

当我们查看BitSet的规范时，我们可以看到它由布尔值组成。 通过上面的引用，这似乎表明BitSet的“大小”是不确定的-毕竟它是由布尔值组成的。 确实，该文档指定：

请注意，大小与位集的实现有关，因此它可能随实现而变化。

所以我的问题是，为什么不使用精确定义的另一个数据类型实现BitSet ？ 例如，如果我们使用一个字节，则可以保证8位的大小，并且不会模糊地认为该大小可能不是我们认为的大小。 的确，必须将大小除以8，但是至少这样看来，大小更具确定性。

如果我们有一个绝对不能超过某个内存容量的系统，那么拥有一个大小精确的BitSet实现似乎很有用。

Answer 1

我认为方法签名使用布尔值会在概念上使您陷入困境。

考虑单个位的最简单方法是关闭/打开，因此布尔值true / false是对其进行建模的便捷方法。 完全另一件事是BitSet内部存储器，如果您看一下源代码 ，它将使用一个long数组并使用位掩码来缠绕各个位。

因此， BitSet的大小与使用的位数密切相关。

Answer 2

BitSet部分要点是它的长度在概念上是无限的-我们可以用它任意操纵许多位。 这不是语义上我们关心的内存消耗，而size只是内存消耗的指示。

Answer 3

一个BitSet不一定由布尔值组成，但是为了易于使用，它会将这些位转换为布尔值（而不是必须检查0或1）。

除此之外，该实现很可能会使用某些数据类型，但根据体系结构，这些位可能会使用一堆8位，16位，32位或64位整数（或其他方式）进行存储。 在大多数系统中，内存约束并不那么困难，因此逻辑大小为5（实际大小为1或8个字节）的位集并不是那么关键。

没错，您可以仅使用字节来实现位设置，但是可能有理由坚持使用平台的内存对齐方式（可能超过一个字节）。

Answer 4

听起来好像BitField 需要是实际boolean s的数组，事实并非如此。 例如，您可以在JDK的源代码中查找当前的实现。 这是一个片段：

/**
 * The internal field corresponding to the serialField "bits".
 */
private long[] words;

因此，在这种情况下，将使用long数组，并通过位掩码和移位访问这些位。

Answer 5

与大多数原语不同，Java对象的字节大小没有很好地定义并且取决于实现，或者由于JIT编译和JVM内部使用的各种技巧而在应用程序运行时甚至可能改变。 即使在Sun JVM发行版之间， boolean的大小也发生了变化（4个字节对1个字节），并且如果我没有记错的话，甚至有一次单个boolean将占用4个字节，而N个booleans数组将占用大约N个时间。 * 1个字节（或者也许是byte类型？）。 无论如何，变量的逻辑大小或其信息容量可能与JVM分配的物理内存完全不同。

BitSet仅在概念上由布尔值组成，并且实现不需要遵循逻辑布局。 确实，大多数实现将对BitSet使用字节数组，并且对每个值仅使用一个位（但是为了使其增长和一些其他内部管理数据，存在一些松弛）。