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C++ bitset类详解

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bitset 模板类由若干个位(bit)组成,它提供一些成员函数,使程序员不必通过位运算就能很方便地访问、修改其中的任意一位。bitset 模板类在头文件 <bitset> 中定义如下:

template <size_t N>
class bitset
{
    ...
};

size_t 可看作 unsigned int。将 bitset 实例化时,N 必须是一个整型常数。例如:
bitset <40> bst;
则 bst 是一个由 40 个位组成的对象,用 bitset 的成员函数可以方便地访问其中任意一位。bitset 中的位从 0 开始编号,第 0 位是最右边的位。

bitset 有许多成员函数,有些成员函数执行的就是类似于位运算的操作。bitset 成员函数列表如下:
  • bitset <N> & operator &= (const bitset <N> & rhs);  //和另一个 bitset 对象进行与操作
  • bitset <N> & operator |= (const bitset <N> & rhs);  //和另一个 bitset 对象进行或操作
  • bitset <N> & operator ^= (const bitset <N> & rhs);  //和另一个 bitset 对象进行异或操作
  • bitset <N> & operator <<= (size_t num);  //左移 num 位
  • bitset <N> & operator >>= (size_t num);  //右移 num 位
  • bitset <N> & set();  //将所有位全部设成 1
  • bitset <N> & set(size_t pos, bool val = true);  //将第 pos 位设为 val
  • bitset <N> & reset();  //将所有位全部设成0
  • bitset <N> & reset (size_t pos);  //将第 pos 位设成 0
  • bitset <N> & flip();  //将所有位翻转(0变成1,1变成0)
  • bitset <N> & flip(size_t pos);  //翻转第 pos 位
  • reference operator[] (size_t pos);  //返回对第 pos 位的引用
  • bool operator[] (size_t pos) const;  //返回第 pos 位的值
  • reference at(size_t pos);  //返回对第 pos 位的引用
  • bool at (size_t pos) const;  //返回第 pos 位的值
  • unsigned long to_ulong() const;  //将对象中的0、1串转换成整数
  • string to_string () const;  //将对象中的0、1串转换成字符串(Visual Studio 支持,Dev C++ 不支持)
  • size_t count() const;  //计算 1 的个数
  • size_t size () const;  //返回总位数
  • bool operator == (const bitset <N> & rhs) const;
  • bool operator != (const bitset <N> & rhs) const;
  • bool test(size_t pos) const;  //测试第 pos 位是否为 1
  • bool any() const;  //判断是否有某位为1
  • bool none() const;  //判断是否全部为0
  • bitset <N> operator << (size_t pos) const;  //返回左移 pos 位后的结果
  • bitset <N> operator >> (size_t pos) const;  //返回右移 pos 位后的结果
  • bitset <N> operator ~ ();  //返回取反后的结果
  • bitset <N> operator & (const bitset <N> & rhs) const;  //返回和另一个 bitset 对象 rhs 进行与运算的结果
  • bitset <N> operator | (const bitset <N> & rhs) const;  //返回和另一个 bitset 对象 rhs 进行或运算的结果
  • bitset <N> operator ^ (const bitset <N> & rhs) const;  //返回和另一个 bitset 对象 rhs 进行异或运算的结果

下面的程序演示了 bitset 的用法。
#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    bitset<7> bst1;
    bitset<7> bst2;
    cout << "1) " << bst1 << endl; //输出 1) 0000000
    bst1.set(0,1);//将第0位变成1,bst1变为 0000001
    cout << "2) " << bst1 << endl; //输出 2) 0000001
    bst1 <<= 4; //左移4位,变为 0010000
    cout << "3) " << bst1 << endl; //输出 3) 0010000
    bst2.set(2);//第二位设置为1,bst2变成  0000100
    bst2 |=bst1; // bst2变成  0010100
    cout << "4) " << bst2 << endl; //输出 4) 0010100
    cout << "5) " << bst2.to_ulong () << endl; //输出 5) 20
    bst2.flip(); //每一位都取反,bst2变成 1101011
    bst1.set(3); //bst1变成  0011000
    bst2.flip(6); //bst2变成 0101011
    bitset<7> bst3 = bst2^ bst1;//bst3 变成 0110011
    cout << "6) " << bst3 << endl; //输出 6) 0110011
    cout << "7) " << bst3[3] << "," << bst3[4] << endl; //输出 7) 0,1
    return 0;
}
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