在 C++ 编程中，<bitset> 是标准库的一部分，它提供了一种方式来操作固定大小的位集合。
位集合是一个由位（bit）组成的数组，每个位可以是 0 或 1。
<bitset> 提供了一种高效的方式来存储和操作二进制数据，特别适合需要位级操作的场景，如标志位管理、位掩码操作等。
bitset 是一个模板类，其模板参数定义了位集合的大小。例如，bitset<32> 表示一个包含 32 位的位集合。
语法
以下是使用 bitset 的基本语法：
#include <bitset> // 声明一个大小为N的bitset std::bitset<N> b; // 初始化bitset b = std::bitset<N>(value); // 访问位集合中的单个位 bool bit = b[i];
std::bitset 的基本用法
std::bitset 是一个模板类，用于表示固定大小的二进制位序列。它的模板参数是位数（N），表示二进制序列的长度。
定义 std::bitset：
std::bitset<8> bits; // 定义一个 8 位的二进制序列
初始化 std::bitset：
std::bitset<8> bits1; // 默认初始化：00000000std::bitset<8> bits2(42); // 从整数初始化：00101010std::bitset<8> bits3("10101010"); // 从字符串初始化：10101010
常用成员函数
std::bitset 提供了丰富的成员函数来操作二进制位。
访问和修改位:
std::bitset<8> bits("00001111"); bits[0] = 1; // 修改第 0 位：00001111 -> 00001111 bits.set(4); // 设置第 4 位：00001111 -> 00011111 bits.reset(1); // 重置第 1 位：00011111 -> 00011101 bits.flip(); // 翻转所有位：00011101 -> 11100010
查询位信息:
std::bitset<8> bits("10101010");std::cout << "Count of 1s: " << bits.count() << std::endl; // 输出 4std::cout << "Size: " << bits.size() << std::endl; // 输出 8std::cout << "Is bit 3 set? " << bits.test(3) << std::endl; // 输出 1 (true)std::cout << "All bits set? " << bits.all() << std::endl; // 输出 0 (false)
转换为其他类型:
to_ulong()：将 std::bitset 转换为 unsigned long。
to_ullong()：将 std::bitset 转换为 unsigned long long。
to_string()：将 std::bitset 转换为字符串。
std::bitset<8> bits("10101010"); unsigned long num = bits.to_ulong(); // 转换为整数：170 std::string str = bits.to_string(); // 转换为字符串："10101010"
位操作
std::bitset 支持常见的位操作，如按位与、按位或、按位异或和按位取反。
&：按位与
|：按位或
^：按位异或
~：按位取反
std::bitset<8> bits1("10101010");std::bitset<8> bits2("11110000"); std::bitset<8> result_and = bits1 & bits2; // 按位与：10100000std::bitset<8> result_or = bits1 | bits2; // 按位或：11111010std::bitset<8> result_xor = bits1 ^ bits2; // 按位异或：01011010std::bitset<8> result_not = ~bits1; // 按位取反：01010101
实例
基本使用:
#include <iostream>#include <bitset> int main() { std::bitset<8> b("11001010"); // 从字符串初始化 std::cout << "Initial bitset: " << b << std::endl; // 访问特定位置的位 std::cout << "Bit at position 3: " << b[3] << std::endl; // 修改位 b[3] = 1; std::cout << "Modified bitset: " << b << std::endl; // 翻转位 b.flip(); std::cout << "Flipped bitset: " << b << std::endl; return 0;}
输出结果：
Initial bitset: 11001010 Bit at position 3: 0 Modified bitset: 11001011 Flipped bitset: 00110110
位操作:
#include <iostream>#include <bitset> int main() { std::bitset<8> b1("10101010"); std::bitset<8> b2("11110000"); // 位与操作 std::bitset<8> b_and = b1 & b2; std::cout << "Bitwise AND: " << b_and << std::endl; // 位或操作 std::bitset<8> b_or = b1 | b2; std::cout << "Bitwise OR: " << b_or << std::endl; // 位异或操作 std::bitset<8> b_xor = b1 ^ b2; std::cout << "Bitwise XOR: " << b_xor << std::endl; // 位非操作 std::bitset<8> b_not = ~b1; std::cout << "Bitwise NOT: " << b_not << std::endl; return 0;}
Bitwise AND: 10100000 Bitwise OR: 11111010 Bitwise XOR: 01111010 Bitwise NOT: 01010101
循环遍历位集合:
#include <iostream>#include <bitset> int main() { std::bitset<8> b("10101010"); // 循环遍历bitset中的位 for (size_t i = 0; i < b.size(); ++i) { std::cout << b[i]; } std::cout << std::endl; return 0;}
10101010
bitset 是C++标准库中一个非常有用的工具，它允许程序员以一种直观和高效的方式处理位级数据。通过上述实例，我们可以看到如何声明、初始化、访问、修改以及进行位操作。这些功能在处理二进制数据或需要进行位级控制的场合非常有用。
注意事项
