Java整数到二进制布尔数组的转换：BitSet的高效应用

import java.util.BitSet;
import java.util.Arrays; // 用于打印布尔数组

public class IntegerToBinaryBooleanArrayConverter {

    public static void main(String[] args) {
        int input1 = 12; // Binary 1100
        BitSet bitSet1 = BitSet.valueOf(new long[] { input1 });
        System.out.println("整数: " + input1 + ", BitSet表示: " + bitSet1);
        // 输出示例: 整数: 12, BitSet表示: {2, 3} (表示第2和第3位被设置)

        int input2 = 15; // Binary 1111
        BitSet bitSet2 = BitSet.valueOf(new long[] { input2 });
        System.out.println("整数: " + input2 + ", BitSet表示: " + bitSet2);
        // 输出示例: 整数: 15, BitSet表示: {0, 1, 2, 3} (表示第0,1,2,3位被设置)

        System.out.println("\n--- 转换为布尔数组 (MSB到LSB) ---");
        // 示例：12 转换为 MSB到LSB，长度为4
        boolean[] arr12MSB = toBooleanArrayMSB(12, 4);
        System.out.println("12 (MSB, 长度4): " + Arrays.toString(arr12MSB));
        // 期望输出: [true, true, false, false] (对应 1100)

        // 示例：15 转换为 MSB到LSB，长度为6
        boolean[] arr15MSB = toBooleanArrayMSB(15, 6);
        System.out.println("15 (MSB, 长度6): " + Arrays.toString(arr15MSB));
        // 期望输出: [false, false, true, true, true, true] (对应 001111)

        // 示例：8 转换为 MSB到LSB，长度为3 (实际需要4位，BitSet.length()会决定)
        boolean[] arr8MSB = toBooleanArrayMSB(8, 3);
        System.out.println("8 (MSB, 长度3): " + Arrays.toString(arr8MSB));
        // 期望输出: [true, false, false, false] (对应 1000)

        // 示例：0 转换为 MSB到LSB，长度为1
        boolean[] arr0MSB = toBooleanArrayMSB(0, 1);
        System.out.println("0 (MSB, 长度1): " + Arrays.toString(arr0MSB));
        // 期望输出: [false]
    }

    /**
     * 将整数转换为MSB到LSB顺序的布尔数组。
     * 数组的最小长度由minLength指定，如果整数二进制表示所需位数超过minLength，则自动扩展。
     *
     * @param value 要转换的整数。
     * @param minLength 结果数组的最小长度。
     * @return 表示整数二进制的布尔数组，True为1，False为0，顺序为MSB到LSB。
     */
    public static boolean[] toBooleanArrayMSB(int value, int minLength) {
        BitSet bitSet = BitSet.valueOf(new long[] { value });

        // 确定结果数组的实际长度
        // bitSet.length() 返回最高设置位的索引加一，如果为0则表示数字0
        int actualLength = Math.max(minLength, bitSet.length());
        // 特殊处理0，如果minLength为0，但我们至少需要一个false
        if (value == 0 && actualLength == 0) {
            actualLength = 1;
        }

        boolean[] result = new boolean[actualLength];
        for (int i = 0; i < actualLength; i++) {
            // 从最高位（数组索引0）开始填充，对应BitSet的低位
            // 例如，对于长度为4的数组，i=0对应最高位，需要检查BitSet的第3位
            // i=actualLength-1对应最低位，需要检查BitSet的第0位
            result[i] = bitSet.get(actualLength - 1 - i);
        }
        return result;
    }

    /**
     * 将整数转换为LSB到MSB顺序的布尔数组。
     * 数组长度由整数的有效位数决定。
     *
     * @param value 要转换的整数。
     * @return 表示整数二进制的布尔数组，True为1，False为0，顺序为LSB到MSB。
     */
    public static boolean[] toBooleanArrayLSB(int value) {
        BitSet bitSet = BitSet.valueOf(new long[] { value });
        int len = bitSet.length();
        // 对于0，BitSet.length()为0，但我们可能需要至少一个False表示
        if (value == 0 && len == 0) {
            return new boolean[]{false};
        }
        boolean[] result = new boolean[len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            result[i] = bitSet.get(i);
        }
        return result;
    }
}