bitset是C++中用于高效操作固定长度二进制位的模板类,定义在头文件中。1. 可通过整数、字符串或空初始化创建实例,如std::bitset bs1(255)生成11111111。2. 提供test、set、reset、flip等成员函数以安全访问和修改特定位,并支持size、count、any、none等状态查询。3. 支持to_string、to_ulong、to_ullong转换及流输出,便于调试和结果展示。4. 支持按位与、或、异或、取反等运算及复合赋值,语法直观。5. 广泛应用于状态标记、集合操作、子集枚举和算法优化(如状态压缩DP),显著提升代码可读性和开发效率。

在C++中,bitset 是一个非常实用的模板类,用于高效地操作二进制位。它定义在
1. bitset 的基本定义与初始化
bitset 的模板参数是固定的位数,必须在编译时确定:
std::bitset其中 N 是位数。常见初始化方式包括:
- 从整数构造:bitset 会自动将其转为二进制表示 std::bitset bs1(255); // 11111111
- 从字符串构造:字符串只能包含 '0' 和 '1' std::bitset bs2("101010"); // 直接赋值
- 空初始化:所有位默认为 0 std::bitset bs3; // 0000
2. 常用成员函数与操作
bitset 提供了丰富的接口来查询和修改位状态:
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- test(pos):返回第 pos 位是否为 1(越界会抛异常) bs.test(0); // 检查最低位
- set(pos, value):设置第 pos 位为 value(true 或 false) bs.set(2); // 设为1
- reset(pos):将第 pos 位置 0;无参则全部清零 bs.reset(); // 所有位变0
- flip(pos):翻转第 pos 位;无参则翻转所有位 bs.flip(); // 全部取反
- size():返回总位数
- count():返回值为 1 的位的数量 bs.count(); // 统计1的个数
- any():是否有任意一位为1
- none():是否所有位都为0
bs.set(2, 0); // 设为0
3. 转换与输出
bitset 支持多种格式转换,便于调试和结果展示:
- to_string():转为字符串 std::string s = bs.to_string();
- to_ulong():转为 unsigned long(超出范围会抛异常) unsigned long val = bs.to_ulong();
- to_ullong():转为 unsigned long long unsigned long long val = bs.to_ullong();
直接输出到流也很方便:
std::cout4. 位运算操作
bitset 支持常见的逻辑运算,语法清晰:
std::bitset a("1100"), b("1010");std::bitset c = a & b; // 1000
std::bitset d = a | b; // 1110
std::bitset e = a ^ b; // 0110
std::bitset f = ~a; // 0011
也支持复合赋值操作符:&=, |=, ^=
5. 实际应用场景
bitset 常用于以下场景:
- 状态标记:用每一位代表某种状态(如权限控制)
- 集合操作:将集合元素映射到位上,交并补操作即对应位运算
- 枚举子集:配合循环遍历所有组合 for (int i = 0; i std::bitset bs(i);
- 算法优化:如快速判断质数(埃氏筛)、状态压缩DP等
// 处理每个子集
}
基本上就这些。bitset 简化了二进制位操作,避免了复杂的位移和掩码计算,代码更易读且不易出错。虽然大小固定,但在大多数需要位处理的场合都非常适用。合理使用能显著提升开发效率和程序可维护性。









