std::bitset 讲解

介绍

std::bitset 是 C++ 提供的一种 n-bit 固定大小序列的模版，可以用于标准逻辑运算，并且可以与字符串和整数相互转换，还可以使用标准流输出。

template< std::size_t N >
class bitset;

模版形参 N ：要为 bitset 分配储存的 bit 位数

头文件：<bitset>

构造方法

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {

    // 1. 无参构造
    std::bitset<5> testCase_1;
    std::cout << testCase_1 << std::endl; // 00000

    // 2. 传入整数
    std::bitset<4> testCase_2{0xb};
    std::cout << testCase_2 << std::endl; // 1011

    std::bitset<4> testCase_3{0x10}; // 溢出位自动截断
    std::cout << testCase_3 << std::endl; // 0000

    // 3. 传入字符串
    std::bitset<8> testCase_4{"10010101"}; // 传入 0-1 字符串
    std::cout << testCase_4 << std::endl; // 10010101

    std::bitset<4> testCase_5{"10010101"}; // 溢出位截断，只取前 4 位
    std::cout << testCase_5 << std::endl; // 1001

    std::bitset<8> testCase_6{"ABABA", /* 读取长度 */4, /* 代表 0 的字符 */'A', /* 代表 1 的字符 */'B'}; // 00000101
    std::cout << testCase_6 << std::endl;

    // 4. 支持赋值构造以及整数和字符串到 bitset 的强制类型转化
    std::bitset<8> testCase_7 = testCase_6;
    std::cout << testCase_7 << std::endl; // 00000101

    std::cout << (std::bitset<8>)0xf << std::endl; // 00001111
    std::cout << (std::bitset<8>)"1111" << std::endl; // 00001111

    std::bitset<10> testCase_8 = 0x7f;
    std::cout << testCase_8 << std::endl; // 0001111111

    return 0;
}

成员方法

• 支持下标 operator[]

  std::bitset<10> num = (std::bitset<10>)"111011";
  std::cout << num[2] << std::endl; // 0
  // 从低位开始

• bitset 支持所有常规位运算操作

  std::bitset<10> num = 0xf;
  
  std::cout << (num & (std::bitset<10>)0x12) << std::endl; // 0000000010
  std::cout << (num | (std::bitset<10>)0x12) << std::endl; // 0000011111
  std::cout << (num ^ (std::bitset<10>)0x12) << std::endl; // 0000011101
  std::cout << (num << 2) << std::endl; // 0000111100
  std::cout << (num >> 2) << std::endl; // 0000000011
  
  num = -1;
  std::cout << num << std::endl; // 1111111111
  std::cout << (num >> 2) << std::endl; // 0011111111
  // 对 bitset 的右移都是逻辑右移

• set() ：设置单独位的值

  std::bitset<10> num = -1;
  num.set(0, false); // 将下标为 0 的位设置为 0
  std::cout << num << std::endl; // 1111111110

• flip() ：取反，无参数时默认对全部位

  std::bitset<10> num = 0xf;
  num.flip();
  std::cout << num << std::endl; // 1111110000
  num.flip(1);
  std::cout << num << std::endl; // 1111110010

• 检查位

  • all() ：判断是否所有位都为 1
  • any() ：判断是否有任意一位为 1
  • none() ：判断是否所有位为 0

  std::bitset<4> num = 0x7;
  
  std::cout << num.all() << std::endl; // 0
  std::cout << num.any() << std::endl; // 1
  std::cout << num.none() << std::endl; // 0

• count() ：返回 1 的数量

  std::bitset<4> num = 0x7;
  
  std::cout << num.count() << std::endl; // 3

• size() ：返回位数

  std::bitset<10> num;
  std::cout << num.size() << std::endl; // 10

• 转换：

  • to_string() ：返回数据的字符串类型
  • to_ulong ：返回数据的 unsigned long 整数表示
  • to_ullong ：返回数据的 unsigned long long 整数表示

  std::bitset<8> num_bit = 0xf;
  unsigned long num_1 = num_bit.to_ulong();
  unsigned long long num_2 = num_bit.to_ullong();
  std::string str = num_bit.to_string();
  
  std::cout << num_1 << std::endl; // 15
  std::cout << num_2 << std::endl; // 15
  std::cout << str << std::endl; // 00001111

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