vector <bool>及其相关

std::vector<bool>

template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template
template <class Alloc> class vector<bool,Alloc>;               // bool specialization

Vector of bool

This is a specialized version of vector, which is used for elements of type bool and optimizes for space.

It behaves like the unspecialized version of vector, with the following changes:

• The storage is not necessarily an array of bool values, but the library implementation may optimize storage so that each value is stored in a single bit.
  
   
• Elements are not constructed using the allocator object, but their value is directly set on the proper bit in the internal storage.
  
   
• Member function flip and a new signature for member swap.
  
   
• A special member type, reference, a class that accesses individual bits in the container's internal storage with an interface that emulates a bool reference. Conversely, member type const_reference is a plain bool.
   
• The pointer and iterator types used by the container are not necessarily neither pointers nor conforming iterators, although they shall simulate most of their expected behavior.

 

上面是vector <bool>的标准文档节选，其中值得注意的有以下几部分

• vector <bool>是为了当元素都为bool类型时，优化空间所产生的vector<T>的特化版，主要解决的就是节省空间的问题

       节省空间的方法是，按照一个二进制位来存储，而不是一个字节。一个字节可以存八个bool值，极大的节省了空间，而且vector <bool>并没有要求底层的存储必须是连续的空间。

• vector <bool>提高空间效率的同时降低了时间效率

       因为它是按位存的，一个字节存八个bool值，但是要知道第i个bool值的真假，需要进行位运算，效率就会低一些，存的bool值越多花费的时间就越长，这是典型的以时间换空间的策略。

• vector <bool>不是一个容器，不是一个容器，不是一个容器

       如果一个对象是容器，它必须满足C++标准中列出的全部条件，其中一个是，假设c是包括对象T的容器，并且c支持operator[]，那么以下的代码必须可以被编译：T *p = &c[0];正常的vector容器会返回一个指向该对象的指针，我们能够创建一个指向bool的指针，而指向单个位的指针则是不同意的。指向单个位的引用也是被禁止的，这使得在设计vector<bool>的接口时产生了一个问题。由于vector<T>::operator[]的返回值应该是T&.假设vector<bool>中所存储的确实是bool。那么这就不是问题。但由于实际上并不是如此，所以vector<bool>::operator[]须要返回一个指向一个单个位的引用，而这种引用并不存在。

如上所述，并不建议使用vector <bool>的原因有1）它的时间效率低，性能会有问题 2）它并不是个真正的容器，因此在模版代码上的使用可能会有问题

 

说到关于位的问题，在这里再提一下bitmap，bit是位，map是图，bitmap就是位图，准确的讲是基于位的映射。Bitmap就是用一个bit位来标记某个元素对应的Value， 而Key即是该元素。由于采用了Bit为单位来存储数据，因此在存储空间方面，可以大大节省。