0

0

c++中如何使用bitset处理位运算_c++ bitset常用操作汇总【详解】

穿越時空

穿越時空

发布时间:2026-01-15 11:21:23

|

181人浏览过

|

来源于php中文网

原创

std::bitset模板参数是编译期常量位数,非字节数;初始化用整数时低位对齐、高位截断,字符串构造需全为'0''1';访问需用test/set/reset做边界检查,[]不检查越界。

c++中如何使用bitset处理位运算_c++ bitset常用操作汇总【详解】

bitset 初始化时要注意模板参数是位数,不是字节数或变量名

很多人误以为 std::bitset 表示“存 8 个字节”,其实它表示**固定长度为 8 位的位容器**,底层通常用 1 个 unsigned long 或更小类型实现(编译器优化)。初始化时传入的整数会被按二进制低位对齐填充,高位补零。

常见错误:用十进制大数初始化导致意外截断

std::bitset<4> b1(15);   // 正确:15 -> 1111,刚好填满 4 位
std::bitset<4> b2(16);   // 截断!16 的二进制是 10000 → 取低 4 位 = 0000
std::bitset<4> b3("1101"); // 正确:字符串构造,支持 0/1 字符
std::bitset<4> b4;         // 默认全 0
  • 字符串构造必须全由 '0''1' 组成,否则抛 std::invalid_argument
  • 不能用 std::bitset b = 0b1010; 这种方式直接赋值字面量(C++20 前不支持),得写成 std::bitset(0b1010)
  • 模板参数 N 必须是编译期常量,不能是变量

用 test()、set()、reset() 操作单一位,别直接用下标赋值

bitset 支持 [] 访问(返回 reference),但**不检查越界**——越界访问是未定义行为(UB),调试时可能看似正常,发布版崩溃。

安全做法始终用 test(pos) 查询、set(pos) 置 1、reset(pos) 置 0,它们会做范围检查(越界抛 std::out_of_range)。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

你好星识
你好星识

你的全能AI工作空间

下载
std::bitset<8> b("10100000");
b.set(0);    // 第 0 位(最右)变 1 → 10100001
b.reset(7);  // 第 7 位(最左)变 0 → 00100001
if (b.test(3)) { /* 检查第 3 位是否为 1 */ }
  • set() 不带参数时置全部位为 1;reset() 不带参数时清零;flip() 全翻转
  • pos 是从右往左数的索引(0-based),即 b[0] 对应最低有效位(LSB)
  • 如果确定不会越界且追求极致性能(如内循环),可用 [],但务必确保 pos

位运算符重载天然支持,但注意优先级和临时对象生命周期

std::bitset 重载了 &|^~>>,用法接近内置整数,但有关键差异:

std::bitset<8> a("10101010"), b("11001100");
auto c = a & b;     // OK:结果是 bitset<8>,值为 "10001000"
auto d = ~a;        // OK:翻转所有位
auto e = a << 2;    // OK:左移 2 位,高位丢弃,低位补 0 → "10101000"
  • 移位操作不循环,超出边界的位直接丢失(不像 rotate
  • 复合赋值如 a &= b 是原地修改,比 a = a & b 更高效(避免拷贝)
  • 注意运算符优先级:a & b == c 等价于 a & (b == c),不是 (a & b) == c —— 务必加括号
  • 不要返回局部 bitset 的引用(比如函数返回 bitset&),它会绑定到已销毁对象

转字符串或整数时,size 超过目标类型宽度会出错

to_ulong()to_ullong() 要求位数 ≤ 目标类型的位宽(如 unsigned long 通常是 32 或 64 位),否则抛 std::overflow_error。而 to_string() 总是安全的,但返回的是高位在前的字符串(符合人类阅读习惯)。

std::bitset<64> big("1111111100000000111111110000000011111111000000001111111100000000");
// auto x = big.to_ulong(); // 在 32 位系统上大概率 overflow
auto y = big.to_ullong(); // 安全(假设 unsigned long long ≥ 64 位)
auto s = big.to_string(); // 返回长度为 64 的 string,s[0] 是最高位
  • to_string() 结果不含前导空格或 0b 前缀,就是纯 '0'/'1' 序列
  • 若需转为十六进制字符串,得自己分组处理(bitset 不提供直接支持)
  • 频繁转换建议缓存结果,因为 to_string() 每次都分配新字符串

实际项目中,bitset 最容易被低估的是它的栈上固定大小特性——没有堆分配、无异常构造(除字符串构造)、零成本抽象。但一旦 size 需要运行时决定,就得切到 vector 或手动管理 uint32_t*,这时候边界检查和内存对齐就变成显式责任了。

相关文章

c++速学教程(入门到精通)
c++速学教程(入门到精通)

c++怎么学习?c++怎么入门?c++在哪学?c++怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了c++速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
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。

1463

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。

1463

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。

228

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

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。

254

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

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。

1463

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

617

2023.11.24

公务员递补名单公布时间 公务员递补要求
公务员递补名单公布时间 公务员递补要求

公务员递补名单公布时间不固定,通常在面试前,由招录单位(如国家知识产权局、海关等)发布,依据是原入围考生放弃资格,会按笔试成绩从高到低递补,递补考生需按公告要求限时确认并提交材料,及时参加面试/体检等后续环节。要求核心是按招录单位公告及时响应、提交材料(确认书、资格复审材料)并准时参加面试。

0

2026.01.15

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
CSS3 教程
CSS3 教程

共18课时 | 4.5万人学习

Sass 教程
Sass 教程

共14课时 | 0.8万人学习

Pandas 教程
Pandas 教程

共15课时 | 0.9万人学习

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