bitset用于处理二进制位集。是一种类模板。
#include
using std::bitsset
1. 定义和初始化
在定义bitset时,要明确bitset是多少位,须在尖括号中制定它的长度值。
bitset<32> bitvec;
给定的长度必须是常量表达式,也即必须定义为整型字面值常量或const对象。
(1). 用unsigned之初始化bitset对象
unsigned long值将转换为二进制的位模式,若bitset类型长度大于unsigned long的二进制位数,则其余高阶位置0;若小于,则使用unsigned long的低阶位,超过bitset的高阶位被丢弃。
注:低阶位-高阶位
bitset:在32位的bitset对象上为例,以0开始的位串是低阶位(low-order bit),以31 位结束的位串是高阶位(hight-order bit)。
word(机器字):在在32位的unsigned long机器上,在不同体系结构的机器上应该有不同的存储方式。引自英文原版C++ Primer 4中【On a machine with 32-bit unsigned long s, the hexadecimal value 0xffff is represented in bits as a sequence of 16 ones followed by 16 zeroes. (Each 0xf digit is represented as 1111 .)】所说的存储方式为低字节在前,高字节在后。以0xffff为例,在机器内的存储方式为:11111111111111110000000000000000,从低阶-->高阶。
关键概念:计算机的内存存储方式
计算机的内存存储方式由CPU决定,不过为了兼容性,现在AMD和INTEL都是用相同的方式存放:低字节放在前面,高字节放在后面。 要明白,后面的内存地址比前面大1,也就是低字节放在地址小的空间,高字节放在地址大的空间。 综上所述:无论对于bitset还是计算机机器字的内存存储方式(其实是同一个),只要记住低阶对应于内存地址较小小的空间,高阶对应于内存地址较大的空间。(低対低,高对高,一一对应)。
知道了以上这些,对于bitset的存储方式,就很容易理解了。例:
//1. 用unsigned 值初始化
bitset<16> bitvec1(0xfffa);
bitset<32> bitvec2(0xffff);
cout<<"bitvec1:"<
输出:bitvec1:1111111111111010这时奇怪的事发生了,输出并不是期待的顺序,而是相反的。这里还要说的是,bitset实现的<<操作符输出时,将会从bitset的高阶-->低阶输出(更自然)。因此若用for循环从0开始输出就会是实际存储的顺序了。
cout<<"bitvec1(RAW):"<
(2). 用string对象初始化bitset对象
当用string对象初始化bitset对象时,string对象直接表示为位模式。从string对象读入位集的顺序是从右到左。
//2. 用string对象初始化
string strval("1100");
bitset<8> bitvec4(strval);
cout<<"bitvec4(RAW):"<
输出:bitvec4(RAW):00001100bitvec4(FOR):00110000
上述string对象strval可看成字符数组{'1', '1', '0', '0'}.
从上可以看出,string对象与bitset对象之间是反向转化的:string对象的最右边字符(既下标最大的那个字符)用来初始化bitset对象的低阶位(即下标为0的位)。这是与用unsigned值初始化bitset对象不同的。即不是遵从低阶高阶一一对应的。
截取子串作为初始值。
string str("1111111000000011001101");
bitset<32> bitvec5(str,5,4);
bitset<32> bitvec6(str,str.size()-4);
cout<<"bitvec5:"<
输出:bitvec5:00000000000000000000000000001100
bitvec6:00000000000000000000000000001101
如果省略第3个参数,则取从开始位置一直到string对象末尾的所有字符,bitvec6用str末尾的4位来初始化。
2. bitset 对象上的操作
(1). 测试整个bitset对象
bool is_set = bitvec6.any(); //是否存在置为1 的位
bool is_not_set = bitvec6.none(); //是否不存在置为1的数
size_t bits_set = bitvec6.count(); //置为1的数
cout<<"bits_set: "<
(2). 访问bitset 对象的位
可以用下标操作来读写某个索引的二进制位。
//访问bitset对象中的位
for(int index = 0;index != bitvec6.size(); index++)
{
bitvec6[index] = 1;
}
//还可调用set,reset等操作
for(int index = 0;index != bitvec6.size();index++)
{
bitvec6.set(index);
}
//测试
if(bitvec6.test(3))
{
}
//等价于
if(bitvec6[3])
{
}
(3). 对整个bitset对象进行设置
bitvec5.set(); //设置所有
bitvec5.reset(); //重置所有
//取反
bitvec5.flip(2); //对某位取反
bitvec5[2].flip();
bitvec5.flip(); //对所有位取反
(4). 获取bitset 对象的值
to_long 操作返回一个unsigned long 值,该值与bitset的位模式存储值相同。仅当bitset 类型的长度小于或等于unsigned long 的长度,才可用to_long操作:
bitset<132> bitvec7(124);
cout<<"bitvec7: "<
如果bitset对象包含的二进制位数超过 unsigned long 的长度,将会产生运行时异常。
(5) .使用位操作符
bitset 也支持内置的位操作符,这些操作符只适用于整型操作数。
cout<<"bitvec7: "<<(bitvec7&=0xf)<