C++ STL bitset 容器详解
C++ STL bitset 容器详解
本篇随笔讲解\(C++STL\)中\(bitset\)容器的用法及常见使用技巧。
\(bitset\)容器概论
\(bitset\)容器其实就是个\(01\)串。可以被看作是一个\(bool\)数组。它比\(bool\)数组更优秀的优点是:节约空间,节约时间,支持基本的位运算。在\(bitset\)容器中,\(8\)位占一个字节,相比于\(bool\)数组\(4\)位一个字节的空间利用率要高很多。同时,\(n\)位的\(bitset\)在执行一次位运算的复杂度可以被看作是\(n/32\),这都是\(bool\)数组所没有的优秀性质。
\(bitset\)容器包含在\(C++\)自带的\(bitset\)库中。
#include<bitset>
\(bitset\)容器的声明
因为\(bitset\)容器就是装\(01\)串的,所以不用在< >中装数据类型,这和一般的\(STL\)容器不太一样。< >中装\(01\)串的位数。
如:(声明一个\(10^5\)位的\(bitset\))
bitset<100000> s;
对\(bitset\)容器的一些操作
1、常用的操作函数
和其他的\(STL\)容器一样,对\(bitset\)的很多操作也是由自带函数来实现的。下面,我们来介绍一下\(bitset\)的一些常用函数及其使用方法。
- \(count()\)函数
\(count\),数数的意思。它的作用是数出\(1\)的个数。即\(s.count()\)返回\(s\)中有多少个\(1\).
s.count();
- \(any()/none()\)函数
\(any\),任何的意思。\(none\),啥也没有的意思。这两个函数是在检查\(bitset\)容器中全\(0\)的情况。
如果,\(bitset\)中全都为\(0\),那么\(s.any()\)返回\(false\),\(s.none()\)返回\(true\)。
反之,假如\(bitset\)中至少有一个\(1\),即哪怕有一个\(1\),那么\(s.any()\)返回\(true\),\(s.none()\)返回\(false\).
s.any();
s.none();
- \(set()\)函数
\(set()\)函数的作用是把\(bitset\)全部置为\(1\).
特别地,\(set()\)函数里面可以传参数。\(set(u,v)\)的意思是把\(bitset\)中的第\(u\)位变成\(v,v\in 0/1\)。
s.set();
s.set(u,v);
- \(reset()\)函数
与\(set()\)函数相对地,\(reset()\)函数将\(bitset\)的所有位置为\(0\)。而\(reset()\)函数只传一个参数,表示把这一位改成\(0\)。
s.reset();
s.reset(k);
- \(flip()\)函数
\(flip()\)函数与前两个函数不同,它的作用是将整个\(bitset\)容器按位取反。同上,其传进的参数表示把其中一位取反。
s.flip();
s.flip(k);
2、位运算操作在\(bitset\)中的实现
\(bitset\)的作用就是帮助我们方便地实现位运算的相关操作。它当然支持位运算的一些操作内容。我们在编写程序的时候对数进行的二进制运算均可以用在\(bitset\)函数上。
比如:
~:按位取反
&:按位与
|:按位或
^:按位异或
<< >>:左/右移
==/!=:比较两个\(bitset\)是否相等。
关于位运算的相关知识,不懂的小伙伴请戳这里:
另外,\(bitset\)容器还支持直接取值和直接赋值的操作:具体操作方式如下:
s[3]=1;
s[5]=0;
这里要注意:在\(bitset\)容器中,最低位为\(0\)。这与我们的数组实现仍然有区别。
\(bitset\)容器的实际应用
\(bitset\)可以高效率地对\(01\)串,\(01\)矩阵等等只含\(0/1\)的题目进行处理。其中支持的许多操作对我们处理数据非常有帮助。如果碰到一道\(0/1\)题,使用\(bitset\)或许是不错的选择。