C++ 中std::bitset的使用总结

背景

在项目实践过程中某个功能通常需要维护一系列的状态标志（0 或者 1），若设置多个 bool 参数来保存一组状态会比较繁琐，此时可以使用二进制位来表示一组状态。

std::bitset

bitset是 C++中的一个类库，来管理一系列bit位，类似于数组，但每个元素只能是 0 或 1 且仅用 1 bit 的空间，包含于头文件#include < bitset > 中。

基本使用

①．构造方法

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

②．数据访问

bitset<4> foo ("1011");
cout << foo[0] << endl;//1,下标从 0 开始，表示二进制的最低位

③．数据操作

bitset<4> foo ("1011");
foo[i] = 0;//给第 i 位赋值

foo.flip();//反转全部
foo.flip(i);//反转下标为 i 的位

foo.set();//全部置1
foo.set(i);//第 i 位置 1
foo.set(i,0);//第 i 位置 0

foo.reset();//全部置 0
foo.reset(i);//第 i 位置 0

④．数据转换

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

⑤．位操作符

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)

⑥．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