Java ビット計算

Question

Javaでビット演算と格納するために、BigIntegerを使ってみたら・・・
64bitまでしか返ってこず、それ以上のビット単位を入出力をしたいのに、できない・・・
もし扱える関数または方法教えてください。お願いします。

【目標】格納できる最大ビットは8192bitまで

Answer 1

BitSet (java.util.BitSet)を使うのはいかがでしょうか。

下記のサンプルは、シフト演算の例です。

// import java.util.BitSet;

BitSet bits = new BitSet();
bits.set(3000);
bits.set(8190);
System.out.println(bits); // => {3000, 8190}
BitSet shifted = bits.get(1, bits.length());
System.out.println(shifted); // => {2999, 8189}
System.out.println(shifted.toByteArray().length); // => 1024

参考URL：
java.util.BitSet - Java SE 8 APIドキュメント
Shifting a Java BitSet - Stack Overflow

---

（追記）

BitSetをBigIntegerに変換するには、例えばこのようにすると良いです。
ちゃんとテストしていないので、実際に使うときにはご注意ください。

バイト配列の先頭は、常に符号を正にするために余分に1バイト空けています。

static BigInteger toBigInteger(BitSet bits) {
    byte[] bytes = new byte[bits.size() + 1];
    int i = bytes.length;
    for (byte b : bits.toByteArray()) {
        --i;
        bytes[i] = (byte)(b & 0xFF);
    }
    return new BigInteger(bytes);
}

Comments

[退会済みユーザー]

2進数を文字列として出力できましたが、10進数への文字列出力をどうすればいいでしょうか？32ビット内ならIntとかできますが、それ以上超える場合の10進数への出力をしたいんですがどうすればいいでしょうか？教えてください。

//ビットを2進数文字列出力
for(int i=bits.length()-1;i>=0;i--){
System.out.print((bits.get(i)? "1" : "0"));
if(i%4==0)System.out.print(" ");
}
出力例：　1110 0000 1010 0011

[退会済みユーザー]

↑例え追記
//ビットを2進数文字列出力
String str="";
for(int i=bits.length()-1;i>=0;i--){
str+=bits.get(i)? "1" : "0";
if(i%4==0)str+=" ";
}
System.out.println(str);
出力例：　1110 0000 1010 0011

[argius]

既にBAをいただいてしまいましたが、10進数の例を追記しました。

[退会済みユーザー]

BitSetからByteへ、ByteからBigIntegerの処理方法教えていただきありがとうございます。ですが、これだと結局64bitしか扱えない10進数（9223372036854775808～9223372036854775807）数字になるのでは？これ以上の扱えるデータ型はやはり存在しないんでしょうか？これ以上の大きなbitを10進数や16進数など変換不可能でしょうか？しつこくて失礼ですが、宜しければお答えお願いします。

[argius]

BigIntegerは64bitよりも大きな数値でも扱えます。
例えば、2^1000は、BigInteger.valueOf(2).pow(1000)で、BitSetならbits.set(1000)と同じになります。
16進数文字列に変換するには、BigInteger#toString(int)を使います。例えば、BigInteger.valueOf(2).pow(1000).toString(16)のようにします。

[退会済みユーザー]

なるほど！ここまで色々教えていただきありがとうございます！
試しでBigIntegerのsetBitでビットを1と0を入れてたので、64以内のfor文でsetBit（乱数で1と0）を入れてたら問題無いが、それを超えるビットにしたら何故かSystem.out.println();で出力できたはずができなくて、64ビットしか扱えないと勝手に思い込んでいました・・・
argiusから色々教えてもらえて理解できました。本当にありがとうございます。

[argius]

どういたしまして。
最終的な解決に到ったみたいですね。良かったです。

[退会済みユーザー]

【後から原因気づいたこと】
64ビット超える値をSystem.out.println();に出力できなかった原因が分かりました。自分が作った素数かどうかの確認用メソッド（入力: BigInteger, 出力: boolean）のせいで、そこで止まったまま次への処理に行かず、System.out.println()の出力できなかったという・・・また新しい質問の素数確認処理について書きますので。もしよろしければ、回答お願いします。