bitset的用法

C++的 bitset 在 bitset 头文件中，它是一种类似数组的结构，它的每一个元素只能是０或１，每个元素仅用１bit空间。

常见数字总结

2的n次方 == (1 << n)
下标从0开始数，第i位能表示的最大值为2的i + 1次方 - 1
下标从1开始数，第i为能表示的最大值为2的i次方-1

1024 = 2的10次方
65536 = 2的16次方
1e9 = 2的30次方

int的范围约为21亿，即2e9
1e6是一百万
1e9是十亿

构造函数

可以为空，int，string，字符数组。

• 在进行有参构造时，若参数的二进制表示比bitset的size小，则在前面用０补充(如上面的栗子)；若比bitsize大，参数为整数时取后面部分，参数为字符串时取前面部分；
• 用字符串构造时，字符串只能包含 '0' 或 '1' ，否则会抛出异常。

bitset<4> bitset1;　　//无参构造，长度为４，默认每一位为０

bitset<8> bitset2(12);　　//长度为８，二进制保存，前面用０补充

string s = "100101";
bitset<10> bitset3(s);　　//长度为10，前面用０补充

char s2[] = "10101";
bitset<13> bitset4(s2);　　//长度为13，前面用０补充

cout << bitset1 << endl;　　//0000
cout << bitset2 << endl;　　//00001100
cout << bitset3 << endl;　　//0000100101
cout << bitset4 << endl;　　//0000000010101

常见操作：位运算

bitset<4> foo (string("1001"));
bitset<4> bar (string("0011"));

cout << (foo^=bar) << endl;       // 1010 (foo对bar按位异或后赋值给foo)
cout << (foo&=bar) << endl;       // 0010 (按位与后赋值给foo)
cout << (foo|=bar) << endl;       // 0011 (按位或后赋值给foo)

cout << (foo<<=2) << endl;        // 1100 (左移２位，低位补０，有自身赋值)
cout << (foo>>=1) << endl;        // 0110 (右移１位，高位补０，有自身赋值)

cout << (~bar) << endl;           // 1100 (按位取反)
cout << (bar<<1) << endl;         // 0110 (左移，不赋值)
cout << (bar>>1) << endl;         // 0001 (右移，不赋值)

cout << (foo==bar) << endl;       // false (0110==0011为false)
cout << (foo!=bar) << endl;       // true  (0110!=0011为true)

cout << (foo&bar) << endl;        // 0010 (按位与，不赋值)
cout << (foo|bar) << endl;        // 0111 (按位或，不赋值)
cout << (foo^bar) << endl;        // 0101 (按位异或，不赋值)

此外，可以通过 [ ] 访问元素(类似数组)，注意最低位下标为０，如下：

bitset<4> foo ("1011");
    
cout << foo[0] << endl;　　//1
cout << foo[1] << endl;　　//1
cout << foo[2] << endl;　　//0

函数

bitset<8> foo ("10011011");

cout << foo.count() << endl;　　//5　　（count函数用来求bitset中1的位数，foo中共有５个１
cout << foo.size() << endl;　　 //8　　（size函数用来求bitset的大小，一共有８位

cout << foo.test(0) << endl;　　//true　　（test函数用来查下标处的元素是０还是１，并返回false或true，此处foo[0]为１，返回true。test函数会对下标越界作出检查，而通过 [ ] 访问元素却不会经过下标检查

cout << foo.any() << endl;　　//true　　（any函数检查bitset中是否有１
cout << foo.none() << endl;　　//false　　（none函数检查bitset中是否没有１
cout << foo.all() << endl;　　//false　　（all函数检查bitset中是全部为１

bitset<8> foo ("10011011");
//下面的函数都会检查下标是否越界，如果越界就会抛出异常
cout << foo.flip(2) << endl;　　//10011111　　（flip函数传参数时，用于将参数位取反，本行代码将foo下标２处"反转"，即０变１，１变０
cout << foo.flip() << endl;　　 //01100000　　（flip函数不指定参数时，将bitset每一位全部取反

cout << foo.set() << endl;　　　　//11111111　　（set函数不指定参数时，将bitset的每一位全部置为１
cout << foo.set(3,0) << endl;　　//11110111　　（set函数指定两位参数时，将第一参数位的元素置为第二参数的值，本行对foo的操作相当于foo[3]=0
cout << foo.set(3) << endl;　　  //11111111　　（set函数只有一个参数时，将参数下标处置为１

cout << foo.reset(4) << endl;　　//11101111　　（reset函数传一个参数时将参数下标处置为０
cout << foo.reset() << endl;　　 //00000000　　（reset函数不传参数时将bitset的每一位全部置为０

类型转换

bitset<8> foo ("10011011");

string s = foo.to_string();　　//将bitset转换成string类型
unsigned long a = foo.to_ulong();　　//将bitset转换成unsigned long类型
unsigned long long b = foo.to_ullong();　　//将bitset转换成unsigned long long类型

cout << s << endl;　　//10011011
cout << a << endl;　　//155
cout << b << endl;　　//155