bitset是C++中用于高效操作固定长度二进制序列的模板类,定义在头文件中,支持位运算、状态压缩和集合模拟等场景。1. bitset的模板参数为编译时确定的位数,可使用默认值、整数或字符串初始化,其中字符串初始化按从左到右对应高位到低位。2. 提供test、set、reset、flip等成员函数进行位访问与修改,count返回1的个数,any和none判断是否存在或全无置位,to_string和to_ulong实现类型转换。3. 支持按位取反、与、或、异或及移位运算,适用于相同大小的bitset间操作。4. 常用于权限管理、集合操作模拟和1的个数统计,具有高可读性和性能优势。

在C++中,bitset 是一个非常实用的模板类,定义在 头文件中,用于高效地操作固定长度的二进制位序列。它适合进行位运算、状态压缩、布尔标志管理等场景。相比使用整型变量手动进行位操作,bitset 提供了更直观、安全和可读性更强的接口。
1. bitset 的基本定义与初始化
bitset 的模板参数是固定的位数,必须在编译时确定。
示例:
bitset b1; // 默认初始化为全0:00000000 bitset b2(255); // 用整数初始化:11111111 bitset b3(“11001010”); // 用字符串初始化:11001010 bitset b4(string(“1010”)); // 用 string 对象初始化
注意:字符串初始化时,顺序是从右往左对应低位到高位,但写字符串时按正常顺序从左到右写即可。
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2. 常用成员函数与操作
bitset 提供了一系列方法来访问和修改位、转换类型或查询属性。
test(pos):检查第 pos 位是否为1(从0开始),返回 bool。 set(pos):将第 pos 位设为1;set(pos, 0) 设为0。 reset(pos):将第 pos 位设为0;reset() 全部清零。 flip(pos):翻转第 pos 位;flip() 翻转所有位。 count():返回值为1的位的个数。 size():返回总位数。 any():是否有任意一位为1。 none():是否所有位都为0(与 !any() 等价)。 to_string():转换为字符串。 to_ulong():转换为 unsigned long(超出范围抛出异常)。 to_ullong():转换为 unsigned long long。
示例代码:
bitset b(“10101010”);
cout cout b.set(0); // 设置第0位为1
cout cout
3. 支持的位运算操作
bitset 支持常见的位运算符,可用于两个相同大小的 bitset 之间操作。
~b:按位取反 b1 & b2:按位与 b1 | b2:按位或 b1 ^ b2:按位异或 b :左移 n 位(右边补0) b >> n:右移 n 位(左边补0)
示例:
bitset a(“1100”), b(“1010”);
cout cout cout
4. 实际应用场景举例
状态压缩:比如表示一组开关状态、权限位等。
// 表示8个权限位,第0位为读权限,第1位为写权限…
bitset perms;
perms.set(0); // 赋予读权限
perms.set(1); // 赋予写权限
if (perms.test(0)) cout
集合操作模拟:小范围整数集合可用 bitset 模拟交并补。
bitset setA(“101010”); // 包含元素 1,3,5
bitset setB(“110100”); // 包含元素 2,3,5
cout
快速统计奇偶性、1的个数:利用 count() 方法。
基本上就这些。bitset 使用简单,性能高,是 C++ 中处理位相关问题的推荐工具。
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