[C++STL教程]6.bitset是什么?和bool有什么区别?零基础都能看懂的入门教程

发布于 2023-03-17  455 次阅读


之前我们介绍过vector, queue, stack,map,set,今天我们介绍另外一个stl容器:bitset。

🎈 作者:Eriktse
🎈 简介:19岁,211计算机在读,现役ACM银牌选手🏆力争以通俗易懂的方式讲解算法!❤️欢迎关注我,一起交流C++/Python算法。(优质好文持续更新中……)🚀
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本文仅从入门和实用角度进行讲解,主要针对初学者或竞赛向。如有不严谨的地方欢迎指正!

bitset 简介

bitset是C++标准模板库(STL)中的一种数据结构,它以十进制数的形式存储bit(二进制位)的值。它的目的是容纳在一定的空间中存储和操作非常小的数字,因为经常只需要一位来表示某个值是true还是false

bitset可以存储大小可变的位,每一位存储一位数据,可用 true, false, 0, 1 来表示,能够灵活的操作每一位。

bitset提供一个非常有效的接口,用于在bit向量中快速地完成检索和更新操作,是对内存和硬件资源的高效利用。

初始化

使用bitset需要引入头文件#include <bitset>

用以下代码初始化一个bitset变量。

bitset<4> bs;//初始化一个大小为4的bitset

bitset即使初始化在栈空间(非全局变量)里,也会全部初始化为0。

bitset对象的构造函数要求参数为定义一个数字,这个数字就是你要使用的位的个数。例如,

bitset<4> bs;

这个bitset<4> bs定义一个bitset,它具有4个二进制位,每个位都是0

bitset<4> bs(5);//0101

要定义一个bitset并为每个位设定初始值,可以把对应的0和1用字符串来写

bitset<10> bs2("1010101010");

用法

其实可以直接当做一个可以做位运算的bool数组用,它经常用于动态规划中。

修改

bs[0] = 1;
cout << bs << '\n';//0001

位运算

运算符一般可以分为两类:流运算符,例如<<>>

bs <<= 1;
cout << bs << '\n';//0010

另一类是比较、赋值运算符,例如&|^等等。

bs |= (bitset<4>(1) << 3);
cout << bs << '\n';//1010

bs &= (bitset<4>(1) << 3);
cout << bs << '\n';//1000

其他方法

bitset还有几个有用的方法:

  1. count():用于计算bitset中1的个数。

  2. any():如果bitset中有一个位是1,那么返回true,否则返回false。

  3. none ():如果bitset中每个位都是0,那么返回true,否则返回false。

  4. set ():用于将bitset中的所有位置设置成1。

  5. reset ():用于将bitset中的所有位置设置成0。

  6. flip ():用于将bitset中的所有位置反转。

和bool数组的区别

STL中的 bitset 是由固定长度的二进制位组成的数据类型,位数的范围由模板参数确定,最多可表示2^[模板参数]个值;

bool 是c++用作布尔型的类型,只能表示真或假,两个类型之间唯一的不同就是:bitset 是变长度,bool 是定长度。这意味着对于 bool,每个值都需要占用8位,而bitset可以根据实际值需要而改变长度,比如只有1位保存即可。

一般来说,bitsetbool更快,遍历的复杂度也可以从O(n)降低到O(n / w)w表示计算机位数。

总结

bitset可以用来优化程序,但由于其特殊的结构,操作它需要特别的注意。

以上就是bitset的基本操作方法,希望能帮助到大家。

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19岁,性别未知,ACM-XCPC退役选手,CCPC全国邀请赛金牌,ICPC亚洲区域赛银牌,武汉某院校计算机科学与技术专业本科在读。
最后更新于 2023-04-11