c++：bitset用法整理

本篇文章转载至https://blog.csdn.net/e6894853/article/details/7925846

在项目中需要使用到10进制48位的数字按二进制由高到低解释，然后按每一位是0还是1来判断报警或错误状态。

所以，在Linux中的C++下需要用到二进制转换以及按位解析。

bitset 用法整理

用法如下：

构造函数
bitset<n> b;
b有n位，每位都为0.参数n可以为一个表达式.
如bitset<5> b0;则"b0"为"00000";

bitset<n> b(unsigned long u);
b有n位,并用u赋值;如果u超过n位,则顶端被截除
如:bitset<5>b0(5);则"b0"为"00101";

bitset<n> b(string s);
b是string对象s中含有的位串的副本
string bitval ( "10011" );
bitset<5> b0 ( bitval4 );
则"b0"为"10011";

bitset<n> b(s, pos);
b是s中从位置pos开始位的副本,前面的多余位自动填充0;
string bitval ("01011010");
bitset<10> b0 ( bitval5, 3 );
则"b0" 为 "0000011010";

bitset<n> b(s, pos, num);
b是s中从位置pos开始的num个位的副本,如果num<n,则前面的空位自动填充0;
string bitval ("11110011011");
bitset<6> b0 ( bitval5, 3, 6 );
则"b0" 为 "100110";

os << b
把b中的位集输出到os流
os >>b
输入到b中,如"cin>>b",如果输入的不是0或1的字符,只取该字符前面的二进制位.

bool any( )
是否存在置为1的二进制位？和none()相反

bool none( )
是否不存在置为1的二进制位,即全部为0？和any()相反.

size_t count( )
二进制位为1的个数.

size_t size( )
二进制位的个数

flip()
把所有二进制位逐位取反

flip(size_t pos)
把在pos处的二进制位取反

bool operator[]( size_type _Pos )
获取在pos处的二进制位

set()
把所有二进制位都置为1

set(pos)
把在pos处的二进制位置为1

reset()
把所有二进制位都置为0

reset(pos)
把在pos处的二进制位置为0

test(size_t pos)
在pos处的二进制位是否为1？

unsigned long to_ulong( )
用同样的二进制位返回一个unsigned long值

string to_string ()
返回对应的字符串.

bitset的使用示例

std::bitset是STL的一个模板类，它的参数是整形的数值，使用位的方式和数组区别不大，相当于只能存一个位的数组。下面看一个例子

view plaincopy to clipboardprint?
bitset<20> b1(5);
  cout<<"the set bits in bitset<5> b1(5) is:"
    << b1 <<endl;
bitset<20> b1(5);
  cout<<"the set bits in bitset<5> b1(5) is:"
  << b1 <<endl;

结果是 the set bits in bitset<5> b1(5) is:00000000000000000101

它是以整数5传递进去，而以二进制数打印出来。

bitset还可以用作字符串转为整型

view plaincopy to clipboardprint?
string bitval2;
  cin>>bitval2;
//  int length = strlen("11101101100");
// bitset<11>b2(bitval2);
   bitset<11> b2(bitval2);
  cout<<b2<<"is  "<<b2.to_ulong()<<endl;
string bitval2;
  cin>>bitval2;
//  int length = strlen("11101101100");
// bitset<11>b2(bitval2);
   bitset<11> b2(bitval2);
  cout<<b2<<"is  "<<b2.to_ulong()<<endl;

以及整形转为字符串

view plaincopy to clipboardprint?
int interge1;
cin>>interge1;

cout<<"************整数转为字符串**************"<<endl;
bitset<11>b3(interge1);
cout<<b3.to_ulong()<<"is  "<<b3.to_string()<<endl;
  int interge1;
  cin>>interge1;

  cout<<"************整数转为字符串**************"<<endl;
  bitset<11>b3(interge1);
  cout<<b3.to_ulong()<<"is  "<<b3.to_string()<<endl;

在网上看到还有一篇关于bitset写的不错的文章，不知到作者是谁，粘贴自用之：

bitset如何初始化、如何转化为double类型的小数、如何进行交叉（可以尝试用string作为中间量，因为bitset可以用string初始化的，但是这样的构造和传递会消耗很多的时间——我讨厌这种不必要的消耗！）

假如说我希望计算的精度足够高，将bitset取为64位，那么什么类型的数才能输出？如果不需要输出，那么在取精度的时候，如何将一个64位的bitset转化为double类型的小数？（可能需要自己编程实现了）

如何将一个double类型的数字转化为bitset，也就是二进制编码，方便我们做交叉、变异。

(说得简单点，以上两个就是解码和编码的问题)——文字很乱，整理一下！

如何实现两个bitset的合并？小数部分、整数部分，如果能够合并，那写程序又会方便多了！比如：两个32位的bitset合并成一个64位的bitset！（是不是又要利用string进行转换呢？如何转换？）

代码说明：将bitset的某一位置为1

bitset<32> bits;
for ( int i =0;i<5;i++)
bits. set (i); //i为需要被置为1的位数
cout<<bits<<endl;

bitset的函数用法

注意事项

你看得出来下面的代码为什么输出7和9吗？

#include<iostream>
#include<bitset>
using   namespace  std;
void  main()
{  bitset<4> bit(1111);  cout<<bit.to_ulong()<<endl;  bitset<4> ait(1001);  cout<<ait.to_ulong()<<endl;
}

原因很简单：bitset调用的构造函数，1111为十进制，换成二进制为 0x10001010111，最后4位为0111，输出就是7；如果你想规定bitset里面的每一位，那么最好用string类型：bitset<4> bits("1111"); 这样输出就是15了。

字符串合并以及输出的问题，要搞定，还真麻烦......为了偷懒，在多个类型之间转来转去的......不过写起来真的很简单，哈哈！有现成的方法就用呗！不管效率了......

#include <iostream>
#include <string>
#include <iostream>
#include "afxwin.h"
using   namespace  std;int  main(){ CString s1 =  "abcd" ; CString s2 =  "xyzw" ;CString s3 = s1+s2; cout<<(LPCTSTR)s1<<endl<<(LPCTSTR)s3<<endl; string  s4 = (LPCTSTR)s3; cout<<s4<<endl; return  0;
}

下面是2个bitset合并的代码例子

#include <bitset>
#include <iostream>
#include <string>
#include <iostream>
#include "afxwin.h"
using namespace std;

int  main(){
    bitset<4> bits1( "1111" );
    bitset<4> bits2( "0000" );
     int  i = bits1.size()+bits2.size();
//  bitset<i> bits3;   //不能使用动态参数作为模板参数，能不能想办法解决？
    bitset<128> bits3;
     int  j=0;
     for  (j=0;j<bits1.size();j++)
    {
         if  (bits1[j]==1)
            bits3. set (j);
    }
     for  (j=bits1.size();j<bits1.size()+bits2.size();j++)
    {
         if  (bits2[j-bits1.size()]==1)
        {
            bits3. set (j);
        }
    }
    cout<<bits3<<endl<<bits3.to_ulong()<<endl;
     return  0;
}

bitset能够达到的最大长度

#include <bitset>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <string>
#include <iostream>
#include "afxwin.h"
using namespace std;

int  main(){
    bitset<1000000> bits;// 一百万差不多到顶了，如果再加一个0，到达一千万，就会崩溃。为什么？
    cout<<bits[0];
     return  0;
}

想使用动态的bitset吗？

dynamic_bitset可以满足我的需求！这实在太棒了！boost万岁！ps：不知道会造成多大的效率影响？和固定长度的代码比较起来，虽然固定一点、浪费一点空间，但是如果更快的话，也是值得了。另外：dynamic_bitset不能在 vc6下通过编译......

bit_vector

这个“位向量组”在SGI STL中实现，VC6中没有。从名字和功能介绍上就可以看出来：这是一个可以像操作vector一样方便的容器，可以push_back每一位。效率有待实验，我是在一本书上偶然看到这个库的。

然而，令我失望的是：在ubuntu和VC6下，都没有bit_vector，必须安装SGI 版本的stl才行呢。

结论：对于这方面，看样子还是凑合着用吧！（实现简单的bitset，空间方面嘛，稍微浪费一点也就是了)。

对于上例中提及的7,9的问题，有人提问如下：

编译结果为7 和 9，请高手解释不太理解

#include<iostream>

#include<bitset>

using namespace std;

void main(){

bitset<4> bit(1111);

cout<<bit.to_ulong()<<endl;

bitset<4> ait(1001);

cout<<ait.to_ulong()<<endl;

}

问题补充：

那对于以下的代码呢编译结果为9 如何解释呢 #include<iostream>#include<bitset>using namespace std;void main(){ bitset<5> a(00111); cout<<a.to_ulong();}

回答如下：

MSDN上如是说：

bitset(unsigned long val);

The constructor sets only those bits at position j for which val & 1 << j is nonzero.

理解上面的这段话后，用计算器计算得到：

D(1111) = B(10001010111)

D(1001) = B(1111101001)

D为十进制,B为二进制而你定义的bitset<4>，只有四位，那么取1111的二进制的最后四位即0111,得十进制7，同理1001得到1001，即十进制9

ps:对于你上面补充的，我想说如果是bitset<5> (111),那么这个111是十进制，但是当你变成bitset<5>(00111）或是bitset<5>(0111),那么这个111是八进制，也就是十进制的73,即1001001，取后面五位即9 再说得细一点，bitset<N>(M)中的N指明内存中的位数，二进制。

M指明数的大小，至于这个数的进制，你可以查一下资料，C语言中在一个整数前面加0表示八进制，在一个整数前加0x代表十六进制。

参考资料：MSDN
代码：

#include <iostream>
#include <bitset>
using namespace std;
//bitset的所有操作：
//any();none();test();bit[];set();reset();to_string();to_ulong();
//count();flip();分别用十进制，八进制，十六进制，字符串赋值。
int main()
{bitset<32> bitvec(8);//0~31bool flag = bitvec.any();//判断是否存在某位或者多位为1,有则返回truebool flag1 = bitvec.none();//判断是否所有的位都是0，是则返回truebool flag2 = bitvec.test(3);//测试第4位是否为1，是则返回true<<cout<<"bitvec的值为："<<bitvec<<endl;cout<<"第4位为："<<bitvec[3]<<endl;//输出第4位的值bitvec.reset(3);//将第4位设置为0，或者bitvec[3] = 0cout<<"第4位为："<<bitvec[3]<<endl;//输出第4位的值bitvec.reset();//将所有位设置为0cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;bitvec.set();//将所有位设置为1cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;cout<<"bitvec的值为："<<bitvec<<endl;cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_ulong()<<endl;cout<<"bitvec中1的个数为："<<bitvec.count()<<endl;bitvec = 8;cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;bitvec.flip();//将所有的位翻转cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;bitvec.flip(0);//翻转第一位cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;bitvec = 0xffff;//设置低16位为1cout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;bitvec = 012;//用八进制值012设置bitveccout<<"bitvec的值为："<<bitvec.to_string()<<endl;string bit = "1011";bitset<32> bitvec1(bit);//用字符串对象初始化bitset<32>对象cout<<"bitvec1的值为："<<bitvec1.to_string()<<endl;string bit1 = "1111110101100011010101";bitset<32> bitvec2(bit1,6);//用从第6位开始到字符串结束这一部分初始化bitvec2cout<<"bitvec2的值为："<<bitvec2.to_string()<<endl;bitset<32> bitvec3(bit1,6,4);//用从第6位开始，长度为4这一部分初始化bitvec3;cout<<"bitvec3的值为："<<bitvec3.to_string()<<endl;
}