c++中bitset的常见用法
C++ 中的 bitset 是一个用于处理固定大小位序列的模板类,提供高效的位操作功能。以下是对其关键特性的详细介绍:1. 声明与初始化
[*]头文件:需包含 <bitset>。
[*]声明:bitset<N> 表示一个包含 N 位的二进制集合(N 为编译时常量)。bitset<8> b1; // 默认初始化,所有位为0bitset<4> b2(5); // 用整数初始化:0101bitset<4> b3("1010"); // 用字符串初始化:1010bitset<4> b4(b3); // 拷贝构造
2. 初始化规则
[*]整数初始化:高位截断,低位对齐。bitset<3> b(10); // 10的二进制为1010 → 截断为010(值为2)
[*]字符串初始化:
[*]字符串只能包含 '0' 和 '1'。
[*]默认从字符串的 左端(高位) 开始解析。
bitset<4> b("1010"); // 高位 → 低位:1 0 1 0 → 十进制10bitset<4> b("101010", 2, 4); // 从索引2取4位:"1010" → 值为10
3. 常用操作
[*]位访问:
[*][] 运算符:通过索引访问(从右到左,0为最低位)。
[*]test(pos):检查指定位是否为1,越界抛出异常。
bitset<4> b("1010");bool bit0 = b; // 0 → 最低位bool bit3 = b; // 1 → 最高位
[*]修改位:
[*]set(pos, val):设置某位(默认1)。
[*]reset(pos):清除某位(设为0)。
[*]flip(pos):翻转某位。
b.set(0); // 1010 → 1011b.reset(3); // 1011 → 0011b.flip(1); // 0011 → 0001
[*]统计与判断:
[*]count():返回1的个数。
[*]any()/none()/all():判断是否存在/没有/全部为1。
if (b.any()) cout << "至少1位为1";
4. 位运算
[*]支持 &、|、^、~、<<、>> 等运算符(长度需相同):bitset<4> a("1010"), b("1100");auto c = a & b; // 1000auto d = a << 1; // 0100
5. 类型转换
[*]to_ulong()/to_ullong():转为无符号整数(可能溢出)。
[*]to_string():转为字符串,可指定填充字符。bitset<4> b(10);string s = b.to_string(); // "1010"
6. 应用场景
[*]位标志管理:如权限控制、状态标记。
[*]位掩码操作:快速筛选或修改特定位。
[*]数据压缩:高效存储布尔值。
示例代码
#include <bitset>#include <iostream>using namespace std;int main() { bitset<8> b1(42); // 00101010 bitset<8> b2("10101010");// 10101010 cout << b1 << endl; // 输出 00101010 b1.set(0); // 变为 00101011 b2.flip(); // 变为 01010101 cout << (b1 & b2) << endl; // 00000001 cout << b1.to_ulong() << endl; // 43 return 0;}注意事项
[*]越界访问:test(pos) 会检查越界,[] 不会。
[*]性能:位操作高效,适合密集运算。
[*]字符串顺序:字符串的第一个字符对应高位。
bitset 是处理二进制数据的利器,结合明确的位序规则和丰富的接口,可显著简化位级操作代码。
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