0

0

c++ bitset用法详解_c++二进制位操作容器

穿越時空

穿越時空

发布时间:2026-01-07 08:29:15

|

105人浏览过

|

来源于php中文网

原创

bitset是编译期固定大小的位数组,适用于位标记、开关集合、布尔状态压缩等场景,如灯泡状态记录、布隆过滤器、图算法邻接标记;不可用于动态位数需求。

c++ bitset用法详解_c++二进制位操作容器

bitset 是什么,什么时候该用它

bitset 不是动态容器,而是一个编译期确定大小的固定位数组。它适合做「位标记」「开关集合」「布尔状态压缩」这类场景,比如记录 100 个灯泡的亮灭、实现简单布隆过滤器、加速图算法中的邻接标记。别拿它当 vector 的替代品——后者是代理迭代器封装,bitset 才是真正按位存储、支持整数转换和位运算的原生工具

构造与初始化的常见写法和陷阱

构造时必须指定模板参数 N(位数),且 N 必须是编译期常量。不能写 bitsetn 是变量);也不能用运行时值直接初始化所有位——除非转成字符串或整数。

  • bitset b1;:所有位默认为 0
  • bitset b2(42);:用无符号长整型初始化,等价于二进制 00101010
  • bitset b3("1010");:字符串从右往左填充(低位在右),实际存为 00001010
  • bitset b4(string("1100")); :同上,但注意 string 构造要求字符只能是 '0''1',否则抛 std::invalid_argument

错误示例:

int n = 16;
bitset b; // ❌ 编译失败:n 非常量表达式

常用操作函数和位运算符的区别

bitset 重载了全部位运算符(&|^>>),行为和内置整数一致;但要注意:所有运算返回新 bitset,不修改原对象(除非用复合赋值如 |=)。同时提供成员函数做更精细控制:

  • b.set():全置 1;b.set(i):置第 i 位(从 0 开始,高位在左)
  • b.reset():全置 0;b.reset(i):清第 i
  • b.flip():全部翻转;b.flip(i):翻转第 i
  • b.test(i):返回 bool,检查第 i 位是否为 1(越界会抛 std::out_of_range
  • b.count():返回 1 的个数(内部通常用 CPU 指令如 popcnt 实现,很快)
  • b.to_ulong() / b.to_ullong():转为整数(若位数超范围则抛异常)

注意:b[i] 返回的是 bitset::reference,可读可写,但不能取地址或绑定到 bool& —— 这是代理类的典型限制。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

性能和跨平台兼容性要点

bitset 内部通常按 unsigned long 数组实现,对齐和存储密度由标准库决定。它的优势在于:编译器能将多次位操作合并为单条指令,count()any()/none() 常被优化为内建函数。但要注意:

  • 大小超过 sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT * N 时,内存布局不可移植(不过你本来也不该依赖这个)
  • 不同平台下 to_ulong() 的最大安全位宽不同(例如 32 位系统可能只支持 ≤32 位),建议优先用 to_string() 或分段处理
  • 不要对大 bitset 做频繁拷贝——它不是轻量对象,构造/赋值有开销

真正容易被忽略的是:当你需要“动态位数”时,bitset 完全不适用。这时候得切到 vector + 手动位索引,或者用 boost::dynamic_bitset

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

314

2023.08.02

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1458

2023.10.24

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1458

2023.10.24

Go语言中的运算符有哪些
Go语言中的运算符有哪些

Go语言中的运算符有:1、加法运算符;2、减法运算符;3、乘法运算符;4、除法运算符;5、取余运算符;6、比较运算符;7、位运算符;8、按位与运算符;9、按位或运算符;10、按位异或运算符等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

227

2024.02.23

php三元运算符用法
php三元运算符用法

本专题整合了php三元运算符相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

85

2025.10.17

counta和count的区别
counta和count的区别

Count函数用于计算指定范围内数字的个数,而CountA函数用于计算指定范围内非空单元格的个数。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

195

2023.11.20

js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

253

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

206

2023.09.04

PPT动态图表制作教程大全
PPT动态图表制作教程大全

本专题整合了PPT动态图表制作相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

13

2026.01.07

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
React 教程
React 教程

共58课时 | 3.4万人学习

Pandas 教程
Pandas 教程

共15课时 | 0.9万人学习

ASP 教程
ASP 教程

共34课时 | 3.3万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号