Heiner Kücker

Bit Packed Array

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Letzte Aktualisierung:
29.09.2018

Bit Packed Array

Speichereinsparung durch Speichern von ganzzahligen numerischen Werten mit einer Breite, die kein Vielfaches von 8 ist (zum Beispiel 7 Bit) in einem int-Array oder in einem long-Array, wobei die übrig gebliebenen Bits für den nächsten Wert benutzt werden.

Beispiel Example:

Speichern von 4 6-Bit-Werten in 3 Bytes (8 Bit)

Storing 4 values of 6 bit in 3 bytes (8 Bit)

  |  Value 3  |  Value 2  |  Value 1  |  Value 0  |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |5|4|3|2|1|0|5|4|3|2|1|0|5|4|3|2|1|0|5|4|3|2|1|0|
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |     Byte 2    |     Byte 1    |     Byte 0    |

Die Zip-Datei enthält zwei Java-Klassen zum Speichern von ganzzahligen Daten mit einer Breite, die kein ganzzahliges Vielfaches von 8 ist, zum Beispiel von 7-Bit-Zahlen.

The zip file contains two Java classes (source files) to save integer numerical values with a witdth they not a integer multiple of 8 (8, 16, 32, 64) in an int array or an long array.

BitPackedIntArray (1 bis 31 Bit)

BitPackedLongArray (1 bis 63 Bit)

Ziel ist das Einsparen von Speicher durch das Benutzen nur der notwendigen Bits statt des Typs mit der nächsthöheren ganzzahlig vielfachen Größe von 8 Bits, byte (8 Bit), short (16 Bit), int (32 Bit) oder long (64 Bit).

Weil in Java sowieso ein 32-Bit-/4-Byte-Alignment im Speicher erfolgt, wird ein int-Array bzw. ein long-Array als interner Speicher verwendet.

Beim Schreiben {@link #setUnsigned(int, int)} und Lesen{@link #getUnsigned(int)} wird der zu speichernde Wert um die notwendige Anzahl Bits verschoben und beim Überschreiten der Grenze zum nächsten internen int-Array-Wert auf 2 int-Array-Werte aufgeteilt.

Um im speziellen Fall der extremen Speichereinsparung mit fester bekannter Datenbreite noch den Speicherplatz für Objekte dieser Klasse zu sparen, kann man die Methoden zu statischen Methoden statt Instanz-Methoden umwandeln und die erforderlichen Informationen wie {@link #dataElementWidth} per Parameter übergeben oder konstant kodieren.

In der Zip-Datei ist ausserdem die Klasse BitCopy enthalten, die Bits in int- und long-Werten ähnlich wie Array-Elemente mit java.lang.System#arraycopy kopiert.


Download der Quelldateien BIT_PACKED_ARRAY.zip

Installation:

Entpacken in ein Verzeichnis Ihrer Wahl und Import als Eclipse-Projekt

Achtung: Erweiterungen und Fixes stelle ich ohne Historie und ohne Ankündigung hier bereit.
Deshalb am besten immer die letzte Version runterladen.

Lizenzbedingungen:

Die Programme, Quelltexte und Dokumentationen können ohne irgendwelche Bedingungen kostenlos verwendet werden.
Sie sind Freeware und Open Source. Für Fehler und Folgen wird keinerlei Haftung übernommen.

Hinweise zur Fehlerbeseitigung und Verbesserung sind mir willkommen.

Ich freue mich auch über Feedback bezüglich der erfolgreichen Verwendung meiner Sourcen.

Bei Fragen helfe ich gern mit Hinweisen oder zusätzlicher Dokumentation, falls ich dafür Zeit habe.