bitset的用法

bitset的用法

bitset介绍

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,相当于一个char元素所占空间的八分之一。

bitset中的每个元素都能单独被访问,例如对于一个叫做foo的bitset,表达式foo[3]访问了它的第4个元素,就像数组一样。

bitset有一个特性:整数类型和布尔数组都能转化成bitset。

bitset的大小在编译时就需要确定。如果你想要不确定长度的bitset,请使用vector。

bitset构造函数

用字符串构造时,字符串只能包含 ‘0’ 或 ‘1’ ,否则会抛出异常。

构造时,需在<>中表明bitset 的大小(即size)。

bitset的大小在编译时就需要确定。

#include
std::bitset<4> foo; //创建一个4位的位集,每一位默认为0,当整数的大小小于位数时,高位填充为0

std::bitset<4> foo(5);  //用整数初始化  5二进制位:101  foo值:0101 当整数的大小超过位数时,从整数二进制的低位开始赋值,高位被舍弃

std::bitset<4> foo(19);  //用整数初始化,19二进制位:10011     foo值:0011

std::bitset<4> foo(std::string("0101")); //字符串初始化,字符串中必须只能含有‘0’/‘1’

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(如下面栗子):

	bitset<2> bitset1(12);  //12的二进制为1100(长度为4),但bitset1的size=2,只取后面部分,即00

    string s = "100101";  
    bitset<4> bitset2(s);  //s的size=6,而bitset的size=4,只取前面部分,即1001

    char s2[] = "11101";
    bitset<4> bitset3(s2);  //与bitset2同理,只取前面部分,即1110

    cout << bitset1 << endl;  //00
    cout << bitset2 << endl;  //1001
    cout << bitset3 << endl;  //1110

bitset的用法_第1张图片

void Func1() {
	//19 10011
	std::bitset<4> bs1(19);
	std::cout << bs1 << std::endl;
	std::bitset<4> bs2(std::string("110011"));
	std::cout << bs2 << std::endl;
}

bitset常用函数

位运算都可以用: 与、或、非、异或,左移,右移
foo&foo2
    
foo|foo2
    
~foo
    
foo^foo2
    
foo<<=2
    
foo>>=2
    
foo.size()      返回大小(位数)
foo.count()     返回1的个数
foo.any()       返回是否有1
foo.none()      返回是否没有1
foo.set()       全都变成1
foo.set(p)      将第p + 1位变成1
foo.set(p, x)   将第p + 1位变成x
foo.reset()     全都变成0
foo.reset(p)    将第p + 1位变成0
foo.flip()      全都取反
foo.flip(p)     将第p + 1位取反
foo.to_ulong()  返回它转换为unsigned long的结果,如果超出范围则报错
foo.to_ullong() 返回它转换为unsigned long long的结果,如果超出范围则报错
foo.to_string() 返回它转换为string的结果

bitset可用操作符

	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)

bitset可用函数

	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
    cout << foo.test(2) << endl;  //false  (同理,foo[2]为0,返回false

    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

此外,可以通过 [ ] 访问元素(类似数组),注意最低位下标为0,当然,通过这种方式对某一位元素赋值也是可以的,栗子就不放了。如下:

	bitset<4> foo ("1011");

	cout << foo[0] << endl;  //1
	cout << foo[1] << endl;  //1
	cout << foo[2] << endl;  //0

补充说明一下: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,所以,在两种方式通用的情况下,选择test函数更安全一些。

最后,还有一些类型转换的函数,如下:

	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

std::string的函数:

bitset的用法_第2张图片

对于find和rfind:

  • 匹配的是整个被查找串。 找到了返回下标,找不到返回string::npos(最大值)。

对于find_first_of,find_first_not_of,find_last_of,find_last_not_of:

  • 匹配的是被查找串中的任意字符。
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(int argc, const char *argv[])
{
string src = "vimer.cn";
 
string str1 = "mer";
string str2 = "sre";
 
size_t pos;
 
pos = src.find(str1);
cout<

输出结果:

2
std::string::npos
2
3

结果中4294967295即string::npos,代表没有找到。而在find_first_of(str2)的时候返回的是3,即字符’e’,d代表查找某个字符,证明了我们之前的说法。

    字符串插入和删除
    string& insert(int pos,const char* p)
    string& insert(int pos,string& str)

    string& erase(int pos,int n) 从pos位置删除n个字符
        
    截取子串
    string substr(int pos,int n) 从pos位置截取n个字符
        
    int find_first_of(char c, int start = 0):
       查找字符串中第1个出现的c,由位置start开始。 如果有匹配,则返回匹配下标位置;否则,返回-1.默认情况下,start为0,函数搜索整个字符串。

  	int find_last_of(char c):
       查找字符串中最后一个出现的c。有匹配,则返回匹配位置;否则返回-1。 该搜索在字符末尾查找匹配,所以没有提供起始位置。
           
    字符串拼接
    string& operator+=(const char* p)
    string& operator+=(const string& str)
    string& operator+=(const char c)

    string& append(const char* p)
    string& append(const char*p,int n)  //const char* p 默认从位置0到n拼接
    string& append(const string& str)
    string& append(const string& str,int start,int end)
    string& append(int n,char c)

bitset的用法_第3张图片

获取输入整数的二进制位:

bitset的用法_第4张图片

	while (std::cin >> n)
	{
		//把十进制n放到bitset中进行自动转化;
		std::bitset<100> b(n);                    
		//将其转化为string    
		std::string str = b.to_string();          
		//利用string函数去除前面的0
		str.erase(0, str.find_first_not_of('0')); 
		std::cout << str.find_first_not_of('0') << std::endl;
		std::cout << str << std::endl;
	}

字符符串中提取连续字符序列,既子串。 这个操作假定位置 start 和 字符数 count。

string substr(int start=0,int count= -1);
从起始位置开始复制字符串中的count 个字符,并返回这些字符作为子串。

如果字符串尾部小于count字符或者count 为-1,则字符串尾停止复制。

如果不使用参数调用只包括位置start,则substr()返回从位置开始到字符串尾部的子串。

find()函数在字符串中查找指定模式。该函数将字符串s和位置start作为参数,并查找 s的匹配作为子串。

int find(const string& s,int start = 0):
该搜索获得字符串s和位置start,并查找s的匹配作为子串。 如果有匹配,则返回匹配的位置;否则返回-1。默认情况下, start为0,函数搜索整个字符串。

  • std::length(),取得字符串的长度。

  • std::substr(),从字符串中取出一个子串。

  • std::at()/operator [],取得字符串中指定位置的字符。

  • std::find/rfind(),从前往后/从后往前在字符串中查找一个子串的位置。 强调字符串

  • std::find_first_of(),在字符串中找到第一个在指定字符集中的字符位置。 强调字符

  • std::find_first_not_of(),在字符串中找到第一次不在指定字符集中的字符位置。强调字符

  • std::find_last_of(),在字符串中找到最后一个在指定字符集中的字符位置。

  • std::find_last_not_of(),在字符串中找到最后一个不在字符集中的字符位置。

  • std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), tolower);将字符串转换为小写。

  • std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), toupper);将字符串转换为大写。、

  • str.erase(0, str.find_first_not_of(" \t\n\r")); 去掉头部空格

  • str.erase(str.find_last_not_of(" \t\n\r") + 1); 去掉尾部空格

     1 void trim(string &s)
     2 {
     3     /*
     4     if( !s.empty() )
     5     {
     6         s.erase(0,s.find_first_not_of(" "));
     7         s.erase(s.find_last_not_of(" ") + 1); //找到不是空格的位置,然后加1 就是空格位置
     8     }
     9     */
    10     int index = 0;
    11     if( !s.empty())
    12     {
    13         while( (index = s.find(' ',index)) != string::npos)
    14         {
    15             s.erase(index,1);
    16         }
    17     }
    18 
    19 }
    

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