目录

一、bitset的基本介绍

1. 位图的概念

2. 位图的应用

二、biset的基本使用

1. bitset的成员函数 

2. 基本使用介绍

1. 定义方式 

2. 成员函数的使用

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一、bitset的基本介绍

1. 位图的概念

        所谓位图，就是用每一位来存放某种状态，适用于海量数据，数据无重复的场景。通常是用来判断某个数据存不存在的。

例如下面的场景：

        给40亿个不重复的无符号整数，没排过序。给一个无符号整数，如何快速判断一个数是否在这40亿个数中？

1. 遍历的方式，时间复杂度为O(N)；
2. 先将其排序（O(N*logN)），利用二分查找（logN）；
3. 位图解决

        前两种方法思路上是没有问题的，但是这里有40亿个数，若是我们要将这些数全部加载到内存当中，那么将会占用16G（40亿个整数，每个整数占4字节，那么就是160亿字节，1G = 1024*1024*1024；大约是10亿字节，所以算下来是16G）的空间，空间消耗是很大的。因此从空间消耗来看，上面这两种方法实际都是不可行的。

        位图是如何解决的呢？

         数据是否在给定的整形数据中，结果是在或者不在，刚好是 两种状态 ，那么可以使用一个二进制比特位来代表数据是否存在的信息，如果二进制比特位为1，代表存在，为0代表不存在。比如：

        无符号整数总共有2^32个，因此记录这些数字就需要2^32个比特位，也就是512M的内存空间，内存消耗大大减少。

2. 位图的应用

1. 快速查找某个数据是否在一个集合中
2. 排序
3. 求两个集合的交集、并集等
4. 操作系统中磁盘块标记

二、biset的基本使用

1. bitset的成员函数 

常用成员函数	功能
set	设置指定位或者所有位
reset	清空指定位或所有位
test	获取指定位的状态
count	获取被设置位的个数
size	获取可以容纳的位的个数
any	如果有任何一个位被设置返回true
none	如果没有位被设置返回true
all	如果所有位被设置返回true

2. 基本使用介绍

1. 定义方式 

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
	//构造一个16位的位图，所有位都初始化为0 
	bitset<16> bst1; //0000 0000 0000 0000

	//构造一个16位的位图,根据所给定的值初始化位图
	bitset<16> bst2(0xfa2); //0000 1111 1010 0010

	//构造一个16位的位图,通过字符串中的0/1初始化位图
	bitset<16> bst3(string("0101111001")); //0000000101111001

	return 0;
}

2. 成员函数的使用

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
	//构造一个16位的位图，所有位都初始化为0 
	bitset<16> bst1; //0000 0000 0000 0000
	bst1.set(0); //将bst1位图中的第0位设置为1
	bst1.set(2); //将bst1位图中的第2位设置为1
	bst1.set(4); //将bst1位图中的第4位设置为1
	bst1.set(6); //将bst1位图中的第6位设置为1
	cout << bst1 << endl; // 结果0000000001010101

	cout << bst1.size() << endl; //获取bst1位图有多少个位可以被设置，结果：16

	cout << bst1.count() << endl;//获取多少个位被设置了，结果：4

	cout << bst1.test(1) << " " << bst1.test(2) << endl;//获取第1位和第2位的状态，结果：0 1

	cout << bst1.any() << endl;  //如果bst1位图中有任何一个位被设置了，返回true，结果：1
	cout << bst1.none() << endl; //如果bst1位图中没有位被设置了，返回true，否则返回false，结果：0
	cout << bst1.all() << endl;  //如果bst1位图中所有位被设置了，返回true，否则返回false，结果：0

	cout << bst1.reset(2) << endl;//清空第2位
	cout << bst1.reset() << endl; //清空所有位

	/********bitset容器中对[ ]运算符进行了重载，我们可以直接使用[ ]对指定位进行访问或修改*******/
	bitset<16> bst2(0x0);
	cout << bst2 << endl;
	bst2[0] = 1;
	bst2[2] = 1;
	bst2[4] = 1;
	bst2[6] = 1;
	/************还有其他的运算符重载，简单试一试就可以了************/
	return 0;
}