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c++中bitset怎么使用_bitset的常用操作方法

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发布: 2025-09-26 09:55:01
原创
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bitset是C++中用于处理固定长度二进制位的类模板,定义在<bitset>头文件中,支持从整数、字符串初始化,默认初始化为0;提供test、set、reset、flip等成员函数进行位操作,count可统计1的个数,any和none判断是否有位为1或全0,to_string和to_ulong实现类型转换;支持按位与、或、异或、移位等运算;常用于状态压缩、集合表示和高效位统计,大小需在编译时确定。

c++中bitset怎么使用_bitset的常用操作方法

bitset 是 C++ 中用于处理固定长度二进制位的类模板,定义在 <bitset> 头文件中。它非常适合进行位操作,比如状态压缩、标志位管理、位运算等。下面介绍 bitset 的基本用法和常用操作方法。

1. 创建和初始化 bitset

bitset 的大小在编译时确定,必须指定长度。可以通过多种方式初始化:

  • 从整数初始化(转换为二进制)
  • 从字符串初始化
  • 默认初始化(所有位为 0)
示例代码:
#include <bitset>
#include <iostream>

int main() {
    std::bitset<8> b1;           // 默认初始化,全为 0
    std::bitset<8> b2(255);       // 从整数初始化:255 -> 11111111
    std::bitset<8> b3("11001010"); // 从字符串初始化
    std::bitset<8> b4(std::string("0011")); // 也可以用 string

    std::cout << b1 << "\n"; // 00000000
    std::cout << b2 << "\n"; // 11111111
    std::cout << b3 << "\n"; // 11001010
}
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2. 常用成员函数操作

bitset 提供了丰富的成员函数来访问和修改位。

  • test(pos):检查第 pos 位是否为 1(越界会抛异常)
  • set(pos):将第 pos 位置为 1
  • set(pos, value):将第 pos 位设置为 value(true 或 false)
  • reset(pos):将第 pos 位置为 0
  • flip():翻转所有位
  • flip(pos):翻转第 pos 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
  • to_string():转换为字符串
  • to_ulong():转换为 unsigned long
  • to_ullong():转换为 unsigned long long
示例:
std::bitset<8> b("10101010");

std::cout << b.test(0) << "\n";     // 0
std::cout << b.test(1) << "\n";     // 1
b.set(0);                            // 设置第0位为1
std::cout << b << "\n";             // 10101011

std::cout << b.count() << "\n";     // 5
std::cout << b.any() << "\n";       // 1 (true)
std::cout << b.none() << "\n";      // 0 (false)

b.flip();                            // 全部翻转
std::cout << b << "\n";             // 01010100

std::cout << b.to_string() << "\n"; // "01010100"
std::cout << b.to_ulong() << "\n";  // 84
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3. 支持的位运算操作

bitset 支持常见的位运算符,可以像整数一样操作,但更安全且可读性强。

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  • ~b:按位取反
  • b1 & b2:按位与
  • b1 | b2:按位或
  • b1 ^ b2:按位异或
  • b << n:左移 n 位
  • b >> n:右移 n 位
示例:
std::bitset<8> a("11001100");
std::bitset<8> b("10101010");

std::cout << (a & b) << "\n";  // 10001000
std::cout << (a | b) << "\n";  // 11101110
std::cout << (a ^ b) << "\n";  // 01100110
std::cout << (a << 2) << "\n"; // 00110000
std::cout << (a >> 2) << "\n"; // 00110011
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4. 实际应用场景

bitset 常用于以下场景:

  • 布尔数组替代:比 vector<bool> 更高效
  • 状态压缩:如算法题中的状态表示
  • 集合操作:每个位代表一个元素是否存在
  • 快速位统计:count() 非常高效(底层使用内建函数)
例如:用 bitset 表示集合 {0, 2, 5}:
std::bitset<8> s;
s.set(0);
s.set(2);
s.set(5);
std::cout << s << "\n"; // 00100101
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基本上就这些。bitset 使用简单,性能高,是 C++ 中处理位操作的利器。注意它的大小必须在编译期确定,如果需要动态长度,考虑 std::vector<bool> 或其他结构。

以上就是c++++中bitset怎么使用_bitset的常用操作方法的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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