c++ bitse用法

c++ bitse用法

bitset类似于数组结构，但是它的每一个元素之能是0或1，每个元素仅用1bit空间。
应用是须加入​​​#include <bitset>​​

0. 引子

Determine if all characters of a string are unique.

模式识别：凡是题目中涉及unique的字眼或者是否存在直觉考虑用bitset。

bool isUnique(string input) {
    bitset<256> hashMap; // 利用ADCII值作为数字下标的映射
    for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
        if (hashMap[(int)input[i]]) {
            return false; // 如果出现相同的则返回true
        }
        hashMap[(int)input[i]] = 1;
    }
    
    return true; // true表示都是unique
}

1. 构造函数

bitset<10> bitset1; // 无参构造，默认都是0
  bitset<10> bitset2(8); // 二进制保存，前面补0

  string s = "1001";
  bitset<10> bitset3(s);

  char s2[] = "1001";
  bitset<10> bitset4(s2);

  cout << bitset1 << endl;  // 0000000000
  cout << bitset2 << endl;  // 0000001000
  cout << bitset3 << endl;  // 0000001001
  cout << bitset4 << endl;  // 0000001001

注意：

• 用字符串构造时，字符串只能是’0’ or ‘1’，否则会抛出异常；
• 构造时，需要在​​<>​​中表明bitset的size；
• 有参构造若二进制表示比bitset的size小，前面补0，反之则在二进制后面截断输出。

2. 可用的操作符

bitset<4> foo (string("1001"));
    bitset<4> bar (string("0011"));

    cout << (foo^=bar) << endl;       // 1010 (foo对bar按位异或后赋值给foo)
    cout << (foo&=bar) << endl;       // 0010 (按位与后赋值给foo)
    cout << (foo|=bar) << endl;       // 0011 (按位或后赋值给foo)

    cout << (foo<<=2) << endl;        // 1100 (左移２位，低位补０，有自身赋值)
    cout << (foo>>=1) << endl;        // 0110 (右移１位，高位补０，有自身赋值)

    cout << (~bar) << endl;           // 1100 (按位取反)
    cout << (bar<<1) << endl;         // 0110 (左移，不赋值)
    cout << (bar>>1) << endl;         // 0001 (右移，不赋值)

    cout << (foo==bar) << endl;       // false (0110==0011为false)
    cout << (foo!=bar) << endl;       // true  (0110!=0011为true)

    cout << (foo&bar) << endl;        // 0010 (按位与，不赋值)
    cout << (foo|bar) << endl;        // 0111 (按位或，不赋值)
    cout << (foo^bar) << endl;        // 0101 (按位异或，不赋值)

此外，可以通过 [ ] 访问元素(类似数组)，注意最低位下标为０，如下：

bitset <4> foo("1011");
  cout << foo[0] << endl; // 1
  cout << foo[1] << endl; // 1
  cout << foo[2] << endl; // 0
  cout << foo[3] << endl; // 1

3. 常用函数

bitset<8> foo("10011011");
  cout << foo.count() << endl; //5（count函数用来求bitset中1的位数，foo中共有５个１
  cout << foo.size() << endl;  //8（size函数用来求bitset的大小，一共有８位

  cout << foo.test(0) << endl; //true（test函数用来查下标处的元素是０还是１，并返回false或true，此处foo[0]为１，返回true
  cout << foo.test(2) << endl; //false（同理，foo[2]为０，返回false

  cout << foo.any() << endl;   //true　（any函数检查bitset中是否有１
  cout << foo.none() << endl;  //false　（none函数检查bitset中是否没有１
  cout << foo.all() << endl;   //false　（all函数检查bitset中是全部为１

说明

test函数会对下标越界作出检查，而通过 [ ] 访问元素却不会经过下标检查，所以，在两种方式通用的情况下，选择test函数更安全一些

bitset<8> foo ("10011011");
cout << foo.flip(2) << endl;　　//10011111　　（flip函数传参数时，用于将参数位取反，本行代码将foo下标２处"反转"，即０变１，１变０
cout << foo.flip() << endl;　　 //01100000　　（flip函数不指定参数时，将bitset每一位全部取反
cout << foo.set() << endl;　　　　//11111111　　（set函数不指定参数时，将bitset的每一位全部置为１
cout << foo.set(3,0) << endl;　　//11110111　　（set函数指定两位参数时，将第一参数位的元素置为第二参数的值，本行对foo的操作相当于foo[3]=0
cout << foo.set(3) << endl;　　  //11111111　　（set函数只有一个参数时，将参数下标处置为１

cout << foo.reset(4) << endl;　　//11101111　　（reset函数传一个参数时将参数下标处置为０
cout << foo.reset() << endl;　　 //00000000　　（reset函数不传参数时将bitset的每一位全部置为０

转换函数

bitset<8> foo ("10011011");
    string s = foo.to_string();　　//将bitset转换成string类型
    unsigned long a = foo.to_ulong();　　//将bitset转换成unsigned long类型
    unsigned long long b = foo.to_ullong();　　//将bitset转换成unsigned long long类型

    cout << s << endl;　　//10011011
    cout << a << endl;　　//155
    cout << b << endl;　　//155