c++ <bitset> bitset函数

1. bitset 函数

bitset<n> b;	          //b有n位,每位都为0
bitset<n> b(u);	          //b是unsigned long型u的一个副本
bitset<n> b(s);	          //b是string对象s中含有的位串的副本
bitset<n> b(s, pos, n);	  //b是s中从位置pos开始的n个位的副本

   类似于vector,bitset类是一种类模板;而与vector不一样的是bitset类型对象的区别仅在其长度而不在其类型。在定义bitset时,要明确bitset含有多少位,须在尖括号内给出它的长度值:

bitset<32> bitvec; //32位,全为0

  这条语句把bitvec定义为含有32个位的bitset对象。和vector的元素一样,bitset中的位是没有命名的,程序员只能按位置来访问它们。位集合的位置编号从0开始,因此,bitvec的位序是从0到31。以0位开始的位串是低阶位(low-order bit),以31位结束的位串是高阶位(high-order bit)。

1.1用unsigned值初始化bitset对象


// bitvec1 is smaller than the initializer
bitset<16> bitvec1(0xffff);          // bits 0 ... 15 are set to 1
// bitvec2 same size as initializer
bitset<32> bitvec2(0xffff);          // bits 0 ... 15 are set to 1; 16 ... 31 are 0
// on a 32-bit machine, bits 0 to 31 initialized from 0xffff
bitset<128> bitvec3(0xffff);         // bits 32 through 127 initialized to zero

 上面的三个例子中,0到15位都置为1。由于bitvec1位数少于unsigned long的位数,因此bitvec1的初始值的高阶位被丢弃。bitvec2和unsigned long长度相同,因此所有位正好放置了初始值。bitvec3长度大于32,31位以上的高阶位就被置为0。

1.2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向左:

string strval("1100");
bitset<32> bitvec4(strval);

bitvec4的位模式中第2和3的位置为1,其余位置都为0。如果string对象的字符个数小于bitset类型的长度,则高阶位将置为0。
string对象和bitset对象之间是反向转化的:string对象的最右边字符(即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)。当用string对象初始化bitset对象时,记住这一差别很重要。
不一定要把整个string对象都作为bitset对象的初始值。相反,可以只用某个子串作为初始值:

string str("1111111000000011001101");
bitset<32> bitvec5(str, 5, 4); // 4 bits starting at str[5], 1100
bitset<32> bitvec6(str, str.size() - 4);     // use last 4 characters

这里用str中从str[5]开始包含四个字符的子串来初始化bitvec5。照常,初始化bitset对象时总是从子串最右边结尾字符开始的,bitvec5的从0到3的二进制位置为1100,其他二进制位都置为0。如果省略第三个参数则意味着取从开始位置一直到string末尾的所有字符。本例中,取出str末尾的四位来对bitvec6的低四位进行初始化。bitvec6其余的位初始化为0。这些初始化过程的图示如下

2.bitset的上的操作

2.1测试整个bitset对象 

bitset<32> bitvec; // 32 bits, all zero
bool is_set = bitvec.any();            // false, all bits are zero
bool is_not_set = bitvec.none();      // true, all bits are zero
size_t bits_set = bitvec.count(); // returns number of bits that are on

count操作的返回类型是标准库中命名为size_t的类型。size_t类型定义在cstddef头文件中,该文件是C标准库的头文件stddef.h的C++版本。它是一个与机器相关的unsigned类型,大小可以保证存储内存中对象。
与vector和string中的size操作一样,bitset的size操作返回bitset对象中二进制位的个数,返回值的类型是size_t:

size_t sz = bitvec.size(); // returns 32

 2.2访问bitset对象中的位

可以用下标操作符来读或写某个索引位置的二进制位,同样地,也可以用下标操作符测试给定二进制位的值或设置某个二进制位的值:


// assign 1 to even numbered bits
for (int index = 0; index != 32; index += 2)bitvec[index] = 1;

  除了用下标操作符,还可以用set、test和reset操作来测试或设置给定二进制位的值:

// equivalent loop using set operation
for (int index = 0; index != 32; index += 2)bitvec.set(index);

 为了测试某个二进制位是否为1,可以用test操作或者测试下标操作符的返回值:

if (bitvec.test(i))// bitvec[i] is on
// equivalent test using subscript
if (bitvec[i])// bitvec[i] is on

 如果下标操作符测试的二进制位为1,则返回的测试值的结果为true,否则返回false。

2.3对整个bitset对象进行设置

set和reset操作分别用来对整个bitset对象的所有二进制位全置1和全置0:

bitvec.reset();    // set all the bits to 0.
bitvec.set();      // set all the bits to 1

flip操作可以对bitset对象的所有位或个别位按位取反:

bitvec.flip(0);   // reverses value of first bit
bitvec[0].flip(); // also reverses the first bit
bitvec.flip();    // reverses value of all bits

 2.4获取bitset对象的值

  to_ulong操作返回一个unsigned long值,该值与bitset对象的位模式存储值相同。仅当bitset类型的长度小于或等于unsigned long的长度时,才可以使用to_ulong操作:


unsigned long ulong = bitvec3.to_ulong();
cout << "ulong = " << ulong << endl;

2.5输出二进制位

可以用输出操作符输出bitset对象中的位模式:

bitset<32> bitvec2(0xffff); // bits 0 ... 15 are set to 1; 16 ... 31 are 0
cout << "bitvec2: " << bitvec2 << endl;
输出  bitvec2: 00000000000000001111111111111111

2.6使用位操作符

3.程序实例

#include <iostream>
#include <bitset>
using namespace std;int main(){//bitset 使用整数初始化bitsetbitset<3> bs(7);//输出bs各个位的值cout<<"bs[0] is "<<bs[0]<<endl;cout<<"bs[1] is "<<bs[1]<<endl;cout<<"bs[2] is "<<bs[2]<<endl;//下面的语句会抛出outofindexexception//cout<<"bs[3] is "<<bs[3]<<endl;//使用字符串初始化bitset//注意:使用string初始化时从右向左处理,如下初始化的各个位的值将是110,而非011string strVal("011");bitset<3> bs1(strVal);//输出各位	cout<<"bs1[0] is "<<bs1[0]<<endl;cout<<"bs1[1] is "<<bs1[1]<<endl;cout<<"bs1[2] is "<<bs1[2]<<endl;//cout输出时也是从右边向左边输出cout<<bs1<<endl;//bitset的方法//any()方法如果有一位为1,则返回1cout<<"bs1.any() = "<<bs1.any()<<endl;//none()方法,如果有一个为1none则返回0,如果全为0则返回1bitset<3> bsNone;cout<<"bsNone.none() = " <<bsNone.none()<<endl;//count()返回几个位为1cout<<"bs1.count() = "<<bs1.count()<<endl;//size()返回位数cout<<"bs1.size() = "<<bs1.size()<<endl;//test()返回某一位是否为1//flip()诸位取反bitset<3> bsFlip = bs1.flip();cout<<"bsFlip = "<<bsFlip<<endl;//to_ulongunsigned long val = bs1.to_ulong();cout<<val;
}

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