【STL】bitset的模拟实现

STL】bitset的模拟实现"/>

【STL】bitset的模拟实现

⭐博客主页：️CS semi主页
⭐欢迎关注：点赞收藏+留言
⭐系列专栏：C++进阶
⭐代码仓库：C++进阶
家人们更新不易，你们的点赞和关注对我而言十分重要，友友们麻烦多多点赞＋关注，你们的支持是我创作最大的动力，欢迎友友们私信提问，家人们不要忘记点赞收藏＋关注哦！！！

bitset的模拟实现

• 一、函数接口总览
• 二、bitset类的实现
• • 1、构造函数
  • 2、set（设置）
  • 3、reset（重置）
  • 4、flip（反转）
  • 5、test（获取位状态）
  • 6、size（算长度/个数）
  • 7、count（算位图中被设置的个数）
  • 8、any（该位图中是否有位被设置）
  • 9、none（判断位图中是否全部位都没有被设置）
  • 10、all（判断是否全被设置）
  • 11、Print（打印函数）

一、函数接口总览

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;namespace JRH
{// 模拟实现位图template<size_t N>class bitset{public:// 构造函数bitset();// set设置位void set(size_t pos);// reset清空void reset(size_t pos);//反转位void flip(size_t pos);//获取位的状态bool test(size_t pos);//获取可以容纳的位的个数size_t size();//获取被设置位的个数size_t count();//判断位图中是否有位被设置bool any();//判断位图中是否全部位都没有被设置bool none();//判断位图中是否全部位都被设置bool all();//打印函数void Print();private:vector<int> _bits;};
}

二、bitset类的实现

1、构造函数

在构造位图时，我们需要根据所给位数N，创建一个N位的位图，并且将该位图中的所有位都初始化为0。

我们知道，一个整型有32个比特位，但我们传来的位图肯定不可能是32的倍数的，所以我们就需要在结束完/32以后就加1，往后多开一个32个位的空间，将多余的空间放到下一个位图中。

如下图：我们假如有40位，我们则需要开两个整型（多开一个），并将这40放进去。

		// 构造函数bitset(){_bits.resize(N / 32 + 1, 0);}

2、set（设置）

		// set设置位void set(size_t pos){assert(pos < N);// 除一下找到在第几个int i = pos / 32;int j = pos % 32;_bits[i] |= (1 << j);}

3、reset（重置）

		// reset清空void reset(size_t pos){assert(pos < N);// 除一下找到在第几个int i = pos / 32;int j = pos % 32;_bits[i] &= (~(1 << j));}

4、flip（反转）

		//反转位void flip(size_t pos){assert(pos < N);// 找到在哪里int i = pos / 32;int j = pos % 32;_bits[i] ^= (1 << j);}

5、test（获取位状态）

		//获取位的状态bool test(size_t pos){assert(pos < N);// 找到位置int i = pos / 32;int j = pos % 32;if (_bits[i] & (1 << j))return true;elsereturn false;}

6、size（算长度/个数）

size成员函数用于获取位图中可以容纳的位的个数，即直接计算参数模板中的位的个数即可。

		//获取可以容纳的位的个数size_t size(){return N;}

7、count（算位图中被设置的个数）

		//获取被设置位的个数size_t count(){size_t count = 0;for (auto e : _bits){int num = e;// 计算1的个数while (num){num = num & (num - 1);count++;}}return count;}

8、any（该位图中是否有位被设置）

只需要一个for循环，如果有一个是1则返回true，遍历结束都没有1则返回false。

		//判断位图中是否有位被设置bool any(){for (auto e : _bits){if (e != 0){return true;}}return false;}

9、none（判断位图中是否全部位都没有被设置）

只需要返回any的逻辑取反即可。

		//判断位图中是否全部位都没有被设置bool none(){return !any();}

10、all（判断是否全被设置）

1、先检查前n-1个整数的二进制是否为全1
2、再检查最后一个整数的前N%32个比特位是否为全1

		//判断位图中是否全部位都被设置bool all(){size_t n = _bits.size();// 先判断前n-1个整数for (size_t i = 0; i < n - 1; ++i){// 取反后不全为0则取反前不全为1if (~_bits[i] != 0){return false;}}// 再判断第n个整数的bite位for (size_t j = 0; j < N % 32; j++){if ((_bits[n - 1] & (1 << j)) == 0){return false;}}return true;}

11、Print（打印函数）

打印函数就是先打印前n-1个数值的比特位的值，再打印最后一个整数的32个比特位中前面被设置的值。

		//打印函数void Print(){int count = 0;size_t n = _bits.size();// 先打印前n-1for (int i = 0; i < n - 1; i++){for (int j = 0; j < 32; j++){if (_bits[i] & (1 << j)){cout << "1";}else{cout << "0";}count++;}}// 再打印第n个的比特位for (int j = 0; j < N % 32; j++){if (_bits[n - 1] & (1 << j)){cout << "1";}else{cout << "0";}count++;}cout << endl;cout << " " << count << endl;}