c++STL通用容器之 bitset容器

最新推荐文章于 2024-07-19 17:35:05 发布

原创最新推荐文章于 2024-07-19 17:35:05 发布 · 1k 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

【STL泛型编程】专栏收录该内容

24 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍了BitSet的构造、赋值、逻辑运算、其他操作等关键功能，并通过示例展示了如何使用BitSet进行位操作。重点讨论了size()、count()、set()、reset()、flip()等函数的用途，以及如何通过位操作实现位容器内容的修改与查询。同时，文章还介绍了使用BitSet存储学生每月出勤天数的方法，展示了其在实际应用中的灵活性和效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

BitSet可以看作是二进制位的容器，并提供了位的相关操作函数。

常用函数

(1)构造、赋值函数

bitset()

bitset(constbitset&) ;拷贝构造函数

bitset(unsignedlongval) ;由无符号长整形数构建位容器

bitset(conststring&str,size_tpos= 0,size_tn = -1);由字符串创建位容器

bitset&operator=(constbitset&)；赋值操作

(2)逻辑运算操作（与、或、非）

bitset&operator&=(constbitset&)

bitset&operator|=(constbitset&)

bitset&operator^=(constbitset&)

bitset&operator<<=(size_t)

bitset&operator>>=(size_t)

bitsetoperator<<(size_tn)const

bitsetoperator>>(size_tn)const

bitsetoperator&(constbitset&,constbitset&)

bitsetoperator|(constbitset&,constbitset&)

bitsetoperator^(constbitset&,constbitset&)

(3)其他操作函数

string toString() ;位容器内容转化成字符串，方便显示

size_tsize()const ;返回位容器大小

size_tcount()const ;返回设置1位个数

boolany()const ;是否有位设置1

boolnone()const ;是否没有位设置1

booltest(size_tn)const ;测试某位是否为1

booloperator[](size_tn)const ;随机访问位元素

unsigned longto_ulong()const ;若没有溢出异常，返回无符号长整形数

bitset&set() ;位容器所有位置1

bitset&flip() ;位容器所有位翻转

bitset&reset() ;位容器所有位置0

bitset&set(size_tn,intval= 1) ;设置某位为1或0,缺省1

bitset&reset(size_tn); ;复位某位为0

bitsetflip(size_tn)； ;翻转某位

定义位变量简单示例

<span style="font-size:14px;">#include<iostream>
#include<string>
#include<bitset>
using namespace std;
int main()
{
    bitset<5>s1;
    cout<<"初始内存空间内容:"<<s1.to_string()<<endl;
    cout<<"位容器空间（size):"<<s1.size()<<"\t置1个数（cout）:"<<s1.count()<<endl;
    s1.set(2,true);
    cout<<s1.to_string()<<endl;
    s1[3]=1;
    cout<<s1.to_string()<<endl;
    s1.set();  //所有位置1
    cout<<s1.to_string()<<endl;
    
    bitset<16>s2(65535);
    cout<<s2.to_string()<<endl;
   // bitset<5>s3("1111101",2,5);
    return 0;
}</span>

(1)结合结果体会size()和count()函数区别，set无参、有参函数区别，以及可以用[]随机访问位容器的某一位。同时思考一下reset无

参、有参函数区别，flip无参、有参函数区别。

(2)当用长整形数建立位容器时，范围应在[0,)范围内，若位容器设置位数N不足以容纳长整形数，则仅截取假想已是二进制数的低N

位。例如：bit<2>s4(13),由于13二进制表示是1101，而容器仅两位，从低位开始填充，位容器内容为01。

(3)当用字符串建立位容器bitset(conststring&str,size_tpos= 0,size_tn = -1)含义是：从字符串第pos位置字符开始，截取n个字符填充

位容器，缺省设置是填充全字符串。但要注意字符串只能包含“1”或“0”字符，不能有其它字符。如“10101”正确，而“12345”错误。

位操作函数简单示例

<span style="font-size:14px;">#include <iostream>
#include <string>
#include <bitset>
using namespace std;
void main()
{
	bitset<5> s1("01011");
	bitset<5> s2("10010");    
	cout << "s1:" << s1.to_string() << "\t";
	cout << "s2:" << s2.to_string() << endl;
	s1 &= s2;		//结果修改了s1
	cout << " s1&=s2: " << s1.to_string() << endl;
	
	bitset<5> s3("01011");
	bitset<5> s4("10010");    
	bitset<5> s5 = s3 & s4;//与后结果赋值给s5,s3及s4不变
	cout << "s3:" << s3.to_string() << "\t";
	cout << "s4:" << s4.to_string() << endl;
	cout << " s5=s3&s4: " <<s5.to_string() << endl;
	cout << " 原s3: " << s3.to_string() << endl;
}</span><span style="font-size: 18px;">
</span>

(1)本示例主要区分&=、&操作符的差别。&=操作符完成与操作同时，修改了第1个操作数。&操作符完成与操作，并不修改原操作数。

其实从原型定义上也可以看出来：bitset&operator&=(constbitset&)返回当前位容器对象引用，因此当前位容器对象内容可能已发生了

变化；bitsetoperator&(constbitset&,constbitset&)返回位容器对象的拷贝，且传入的两个与操作位容器对象类型是const，因此原容器

内容一定不发生变化。依此类推，可知|,|=, ^, ^=, <<, <<=, >>, >>=的功能差别。

(2)若两个位容器对象进行各种操作，必须保证位容器大小相同，示例中容器大小均是5，所以可以进行操作。但如果bitset<5>s1,

bitset<6>s2,则s1,s2不能进行各种操作。

编制功能类统计学生每月出勤天数。

分析：若每月都按31天计算，学生有两种状态：要么出勤，要么缺席。故采用bitset位向量来描述是最节省空间的，每月31天状态只用31位，不到4个字节就描述清楚了，

#include<iostream>
#include <string>
#include <bitset>
#include <vector>
using namespace std;
template <size_t N>
class MyAttend
{
    int month;
    bitset<N>b;
    
public:
    MyAttend(int m,string str):month(m),b(str){}
    int GetMonth()
    {
        return month;
    }
    long GetAttendDays()
    {
        return b.count();
    }
};
class Student
{
    string name;
    vector<MyAttend<31>>v;
public:
    Student(string na):name(na){}
    void Add(MyAttend<31>&m)
    {
        v.push_back(m);
    }
    void show()
    {
        cout<<"姓名:"<<name<<endl;
        cout<<"月份\t出勤天数"<<endl;
        for(int i=0;i<v.size();i++)
        {
            MyAttend<31>&m=v.at(i);
            int month=m.GetMonth();
            long days=m.GetAttendDays();
            cout<<month<<"\t"<<days<<endl;
        }
    }
};
int main()
{
    Student stu1("张三");
    string s1="1110101010101011001000110101010";
    string s2="111100001110111011011101111";
    MyAttend<31>m1(1,s1);
    MyAttend<31>m2(2,s2);
    stu1.Add(m1);
    stu1.Add(m2);
    stu1.show();
    return 0;
}