C++ STL bitset 容器

C++ STL bitset 容器

前置芝士

1. 知道什么是 bool 类型；
2. 对二进制有一定的了解。

目录

• Part 1：什么是 bitset
• Part 2：bitset 的用法与函数
• Part 3：bitset 的使用实例
• Part 4：总结

Part 1：什么是 bitset

C++语言的一个类库，用来方便地管理一系列的bit位而不用程序员自己来写代码。（百度百科）

对于我来说，bitset 是一个二进制数，或者可以把它看成一个 bool 类型的一维数组。

Part 2：bitset 的用法

1. 声明

我们可以这样定义 bitset：

 

 

 

 

 

 

 

 

#include<bitset>

...;//忽略

bitset<114514> b;

 

 

上面的代码中，我们定义了一个有 114514 位的 bitsetb，我们也可以看成它是一个大小为 114514 的 bool 数组。

2. 调用方法

和数组一样，我们也可以用 [] 来获得 bitset 中某一位的值。比如 b[k] 表示 bitsetb 中的第 k 位。同样，我们可以通过 [] 来修改 bitset 中的值。

在上面定义的 bitset 的大小为 114514，其中我们可以访问 b 的第 0∼114513 位。它的位数是从右往左递增的，即它的二进制表示中最右边是第 0 位，最左边的是第 114513 位。

3. 函数与操作符

count⁡()

b.count⁡() 会返回 b 中有多少个位为 1。

set()/reset()/flip()

• b.flip⁡()：把 b 的所有位取反；
• b.flip⁡(pos)：把 b 的第 pos 位取反，相当于 s[pos]^=1；
• b.set⁡()：会把 b 中所有的位变为 1；
• b.set⁡(pos,val)：能把 b 的第 pos 位变为 val，相当于 b[pos]=val；
• b.reset⁡()：和 set⁡() 相反，会把 b 中所有的位变为 0；
• b.reset⁡(pos)：把 b 的第 pos 位变为 0，相当于 b[pos]=0。

any()/none()

• 如果 b 中所有位都是 0，那么 b.any⁡() 为 false，b.none⁡() 为 true；
• 如果 b 中至少有一位是 1，那么 b.any⁡() 为 true，b.none⁡() 为 false。

位运算操作符

1. ~b：返回 bitsetb 按位取反的结果；
2. &：返回将两个 bitset 按位与的结果；
3. |：返回将两个 bitset 按位或的结果；
4. ^：返回将两个 bitset 按位异或的结果；
5. >>,<<：分别返回把一个 bitset 右移和左移若干位的结果；
6. ==,!=：分别返回两个 bitset 是否相等和是否不相等。

*4. 相比于 bool 数组，bitset 的优点

普通的一个 bool 类型的变量需要 1 个字节来存储，但是 bitset 中，每 8 位仅占用一个字节！就比如说刚刚定义的 bitsetb，它的大小为 114514，因为 114514÷8=14314.25，所以这个 bitset 仅需要 14314.25 字节就可以存储了！我们看一个实例：

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

#include<bitset>

...;

bitset<100005> vis;

bool vis[100005];

 

 

这两个东西几乎是一样的，但是 bitset 不仅所耗的内存小，而且可直接使用的函数多，所以它明显是比 bool 数组优的。

Part 3：bitset 的使用实例

1. 存储多个二进制数

比如说，我们要存储 100 个二进制数，每个二进制的长度为 1000。那么我们可以这样定义一个 bitsetv：

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

bitset<100010> v;//设它的大小为100×1000

 

 

实际上，我把这 100 个二进制数从二维压成了一维。然后为了更好地访问第 i 个二进制数的第 j 位，我们可以写出以下函数：

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

bool b(int i,int j){

return v[(i-1)*1000+j];//相当于跳过了前面i-1个二进制数，然后再加j位

}

 

 

然后我们就可以把这一技巧用于 dfs 迷宫中。

2. 迅速判断 bool 数组中是否有为 true 的值

可以直接用 any⁡() 或 none⁡() 函数实现。

Part 4：总结

总的来说，bitset 是一个很好很优的容器，也希望 STL 会越来越强！！！