Набір бітів — це масив логічних значень, але кожне логічне значення не зберігається в окремому байті, а набір бітів оптимізує простір таким чином, що кожне логічне значення займає лише 1 біт , так простір, зайнятий бітовим набором, менший, ніж масив bool або вектор bool .
Обмеження бітового набору полягає в тому розмір має бути відомий під час компіляції, тобто розмір набору бітів фіксований.
std::bitset це шаблон класу для бітового набору, який визначено всередині файл заголовка тому нам потрібно включити файл заголовка перед використанням bitset у нашій програмі.
Синтаксис:
bitset variable_name(initialization);>
Ми можемо ініціалізувати бітсет трьома способами:
1. Неініціалізовано: Усі біти будуть встановлені на нуль.
bitset variable_name;>
2. Ініціалізація десятковим цілим числом: Bitset представлятиме дане десяткове число в двійковій формі.
bitset variable_name(DECIMAL_NUMBER);>
3. Ініціалізація двійковим рядком: Bitset представлятиме заданий двійковий рядок.
bitset variable_name(string('BINARY_STRING')); bitset variable_name('BINARY_STRING');>приклад:
C++ // C++ program to demonstrate the bitset #include #include using namespace std; int main() { // declaring an uninitialized bitset object bitset<8>uninitializedBitset; // ініціалізація бітовим набором десяткових чисел<8>decimalBitset(15); // ініціалізація бінарним набором рядків<8>stringBitset(string('1111')); cout<< 'Uninitialized bitset: ' << uninitializedBitset << endl; cout << 'Initialized with decimal: ' << decimalBitset << endl; cout << 'Initialized with string: ' << stringBitset << endl; return 0; }> Вихід
Uninitialized bitset: 00000000 Initialized with decimal: 00001111 Initialized with string: 00001111>
Функції-члени std::bitset
Клас std::bitset містить деякі корисні функції-члени для роботи з об’єктами bitset. Ось список деяких функцій-членів std::bitset:
Назва функції | Опис функції |
|---|---|
набір() | Встановіть бітове значення за вказаним індексом до 1 . |
reset() | Встановіть бітове значення за заданим індексом до 0 . |
flip() | Перевернути значення біта за вказаним індексом. |
рахувати() | Рахувати Кількість встановити біти . |
тест() | Повертає логічне значення за вказаним індексом . |
будь-який() | Перевіряє, якщо будь-який біт є встановити . |
немає() | Перевіряє, якщо немає біт є встановити. |
все() | Перевірте, якщо все біт є встановити. |
розмір() | Повертає розмір біта. |
to_string() двійковий пошук в java | Навертає набір бітів у std::string. |
слідувати() | Навертає бітовий до unsigned long. |
to_ullong() | Навертає бітовий до unsigned long long. |
приклад:
C++ // C++ program to demonstrate the // use of std::bitset member // functions #include #include using namespace std; int main() { // declaring index variable int index = 0; // declaring few bitset objects bitset<4>allSet('1111'), allUnset; cout<< 'any() value: ' << boolalpha << allSet.any() << endl; cout << 'all() value: ' << allSet.all() << endl; cout << 'none() value: ' << allSet.none() << endl; cout << 'test() at index 0: ' << noboolalpha << allSet.test(index) << endl; cout << 'size() value: ' << allSet.size() << endl; cout << 'Value of allUnset on before using set(): ' << allUnset << endl; allUnset.set(index); cout << 'Value of allUnset on after using set(): ' << allUnset << endl; cout << 'Value of allSet on before using reset(): ' << allSet << endl; allSet.reset(index); cout << 'Value of allSet on after using reset(): ' << allSet << endl; // declaring an empty string string bitString; // using to_string() method to assign value to empty // string bitString = allSet.to_string(); cout << 'bitString: ' << bitString << endl; cout << 'Unsigned Long value: ' << allSet.to_ulong(); return 0; }> Вихід
any() value: true all() value: true none() value: false test() at index 0: 1 size() value: 4 Value of allUnset on before using set(): 0000 Value of allUnset on after using set(): 0001 Value of allSet on before using reset(): 1111 Value of allSet on after using reset(): 1110 bitString: 1110 Unsigned Long value: 14>
Примітка: boolalpha використовується для друку істини та хибності замість 1 або 0 для логічних значень і noboolalpha для протилежних.
Оператори std::bitset
Деякі з базових операторів перевантажені для роботи з об’єктами бітового набору. Нижче наведено список цих операторів:
Оператор | Операція |
|---|---|
[] | Доступ оператор |
& | Побітово І |
| | Побітово АБО |
! | Побітово БЕЗКОШТОВНО |
>>= | Двійковий Правий зсув і призначити |
<<= | Двійковий Зрушення вліво і призначити |
&= | Присвоїти значення порозрядно І до першого біта. |
|= | Присвоїти значення порозрядно АБО до першого біта. |
^= | Присвоїти значення порозрядно БЕЗКОШТОВНО до першого біта. |
~ | Побітово НІ |
приклад:
C++ // C++ program to show the different operator functions on // bitset #include #include using namespace std; int main() = bitset2) << endl; // bitwise NOT cout << 'Bitwise NOT: ' << (result = ~bitset1) << endl; // bitwise XOR bitset1 = 9; cout << 'Bitwise XOR: ' << (bitset1 ^= bitset2) << endl; bitset1 = 9; cout << 'Binary leftshift on bitwise1: ' << (bitset1 <<= 1) << endl; bitset1 = 9; cout << 'Binary rightshift on bitwise1: ' << (bitset1>>= 1)<< endl; return 0;>
Вихід
Bitset1: 1001 Bitset2: 1010 Accessing bit value at index 1 of bitset1: 0 Bitwise AND using &: 1000 Bitwise AND using &=: 1000 Bitwise OR using |: 1011 Bitwise OR using |=: 1011 Bitwise NOT: 0100 Bitwise XOR: 0011 Binary leftshift on bitwise1: 0010 Binary rightshift on bitwise1: 0100>
Різниця між std::bitset і std::vector і масивом bool
Вектор логічного значення та масив логічного значення також можуть бути реалізовані для зберігання послідовності логічних значень, як-от набір бітів, але є деякі відмінності між кожною реалізацією:
| Параметр | набір бітів | вектор бул | масив bool |
|---|---|---|---|
| Визначення | Шаблон класу, що складається з послідовності бітів, збережених таким чином, що кожен біт займає 1 біт пам’яті. | Варіант векторів C++ STL, у якому кожен елемент має розмір 1 біт і тип bool | Безперервна колекція елементів даних bool фіксованого розміру. |
| Розмір | Фіксований розмір. | Динамічний розмір. | Фіксований розмір. |
| Пам'ять | Один елемент займає 1 біт пам'яті. | Один елемент займає 1 біт пам'яті. | Один елемент займає 1 байт пам'яті. |
| швидкість | Те саме | Те саме | Швидше |