bitset的用法

bitset介绍

C++的 bitset 在 bitset 头文件中，它是一种类似数组的结构，它的每一个元素只能是０或１，每个元素仅用１bit空间，相当于一个char元素所占空间的八分之一。

bitset中的每个元素都能单独被访问，例如对于一个叫做foo的bitset，表达式foo[3]访问了它的第4个元素，就像数组一样。

bitset有一个特性：整数类型和布尔数组都能转化成bitset。

bitset的大小在编译时就需要确定。如果你想要不确定长度的bitset，请使用vector。

bitset构造函数

用字符串构造时，字符串只能包含 ‘0’ 或 ‘1’ ，否则会抛出异常。

构造时，需在<>中表明bitset 的大小(即size)。

bitset的大小在编译时就需要确定。

#include<bitset>
std::bitset<4> foo; //创建一个4位的位集，每一位默认为0，当整数的大小小于位数时，高位填充为0

std::bitset<4> foo(5);  //用整数初始化  5二进制位：101  foo值：0101 当整数的大小超过位数时，从整数二进制的低位开始赋值，高位被舍弃

std::bitset<4> foo(19);  //用整数初始化，19二进制位：10011     foo值：0011

std::bitset<4> foo(std::string("0101")); //字符串初始化，字符串中必须只能含有‘0’/‘1’

在进行有参构造时，若参数的二进制表示比bitset的size小，则在前面用０补充(如上面的栗子)；

若比bitsize大，参数为整数时取后面部分，参数为字符串时取前面部分(如下面栗子)：

	bitset<2> bitset1(12);　　//12的二进制为1100（长度为４），但bitset1的size=2，只取后面部分，即00

    string s = "100101";　　
    bitset<4> bitset2(s);　　//s的size=6，而bitset的size=4，只取前面部分，即1001

    char s2[] = "11101";
    bitset<4> bitset3(s2);　　//与bitset2同理，只取前面部分，即1110

    cout << bitset1 << endl;　　//00
    cout << bitset2 << endl;　　//1001
    cout << bitset3 << endl;　　//1110

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void Func1() {
	//19 10011
	std::bitset<4> bs1(19);
	std::cout << bs1 << std::endl;
	std::bitset<4> bs2(std::string("110011"));
	std::cout << bs2 << std::endl;
}

bitset常用函数

位运算都可以用： 与、或、非、异或，左移，右移
foo&foo2
    
foo|foo2
    
~foo
    
foo^foo2
    
foo<<=2
    
foo>>=2
    
foo.size()      返回大小（位数）
foo.count()     返回1的个数
foo.any()       返回是否有1
foo.none()      返回是否没有1
foo.set()       全都变成1
foo.set(p)      将第p + 1位变成1
foo.set(p, x)   将第p + 1位变成x
foo.reset()     全都变成0
foo.reset(p)    将第p + 1位变成0
foo.flip()      全都取反
foo.flip(p)     将第p + 1位取反
foo.to_ulong()  返回它转换为unsigned long的结果，如果超出范围则报错
foo.to_ullong() 返回它转换为unsigned long long的结果，如果超出范围则报错
foo.to_string() 返回它转换为string的结果

bitset可用操作符

	bitset<4> foo (string("1001"));
    bitset<4> bar (string("0011"));

    cout << (foo^=bar) << endl;       // 1010 (foo对bar按位异或后赋值给foo)
    cout << (foo&=bar) << endl;       // 0010 (按位与后赋值给foo)
    cout << (foo|=bar) << endl;       // 0011 (按位或后赋值给foo)

    cout << (foo<<=2) << endl;        // 1100 (左移２位，低位补０，有自身赋值)
    cout << (foo>>=1) << endl;        // 0110 (右移１位，高位补０，有自身赋值)

    cout << (~bar) << endl;           // 1100 (按位取反)
    cout << (bar<<1) << endl;         // 0110 (左移，不赋值)
    cout << (bar>>1) << endl;         // 0001 (右移，不赋值)

    cout << (foo==bar) << endl;       // false (0110==0011为false)
    cout << (foo!=bar) << endl;       // true  (0110!=0011为true)

    cout << (foo&bar) << endl;        // 0010 (按位与，不赋值)
    cout << (foo|bar) << endl;        // 0111 (按位或，不赋值)
    cout << (foo^bar) << endl;        // 0101 (按位异或，不赋值)

bitset可用函数

	bitset<8> foo ("10011011");

    cout << foo.count() << endl;　　//5　　（count函数用来求bitset中1的位数，foo中共有５个１
    cout << foo.size() << endl;　　 //8　　（size函数用来求bitset的大小，一共有８位

    cout << foo.test(0) << endl;　　//true　　（test函数用来查下标处的元素是０还是１，并返回false或true，此处foo[0]为１，返回true
    cout << foo.test(2) << endl;　　//false　　（同理，foo[2]为０，返回false

    cout << foo.any() << endl;　　//true　　（any函数检查bitset中是否有１
    cout << foo.none() << endl;　　//false　　（none函数检查bitset中是否没有１
    cout << foo.all() << endl;　　//false　　（all函数检查bitset中是全部为１

此外，可以通过 [ ] 访问元素(类似数组)，注意最低位下标为０，当然，通过这种方式对某一位元素赋值也是可以的，栗子就不放了。如下：

	bitset<4> foo ("1011");

	cout << foo[0] << endl;　　//1
	cout << foo[1] << endl;　　//1
	cout << foo[2] << endl;　　//0

补充说明一下：test函数会对下标越界作出检查，而通过 [ ] 访问元素却不会经过下标检查，所以，在两种方式通用的情况下，选择test函数更安全一些。

最后，还有一些类型转换的函数，如下：

	bitset<8> foo ("10011011");

    string s = foo.to_string();　　            //将bitset转换成string类型
    unsigned long a = foo.to_ulong();　　      //将bitset转换成unsigned long类型
    unsigned long long b = foo.to_ullong();　　//将bitset转换成unsigned long long类型

    cout << s << endl;　　//10011011
    cout << a << endl;　　//155
    cout << b << endl;　　//155

std::string的函数:

在这里插入图片描述

对于find和rfind:

匹配的是整个被查找串。 找到了返回下标，找不到返回string::npos(最大值)。

对于find_first_of,find_first_not_of,find_last_of,find_last_not_of:

匹配的是被查找串中的任意字符。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <vector>
#include <set>
#include <map>
using namespace std;
int main(int argc, const char *argv[])
{
string src = "vimer.cn";
 
string str1 = "mer";
string str2 = "sre";
 
size_t pos;
 
pos = src.find(str1);
cout<<pos<<endl;
 
pos = src.find(str2);
cout<<pos<<endl;
 
pos = src.find_first_of(str1);
cout<<pos<<endl;
 
pos = src.find_first_of(str2); //找不到返回-1
cout<<pos<<endl;
 
return 0;
}

输出结果:

2
std::string::npos
2
3

结果中4294967295即string::npos，代表没有找到。而在find_first_of(str2)的时候返回的是3，即字符’e’，d代表查找某个字符，证明了我们之前的说法。

    字符串插入和删除
    string& insert(int pos,const char* p)
    string& insert(int pos,string& str)

    string& erase(int pos,int n) 从pos位置删除n个字符
        
    截取子串
    string substr(int pos,int n) 从pos位置截取n个字符
        
    int find_first_of(char c, int start = 0):
       查找字符串中第1个出现的c,由位置start开始。 如果有匹配，则返回匹配下标位置；否则，返回-1.默认情况下，start为0，函数搜索整个字符串。

  	int find_last_of(char c):
       查找字符串中最后一个出现的c。有匹配，则返回匹配位置；否则返回-1。 该搜索在字符末尾查找匹配，所以没有提供起始位置。
           
    字符串拼接
    string& operator+=(const char* p)
    string& operator+=(const string& str)
    string& operator+=(const char c)

    string& append(const char* p)
    string& append(const char*p,int n)  //const char* p 默认从位置0到n拼接
    string& append(const string& str)
    string& append(const string& str,int start,int end)
    string& append(int n,char c)

在这里插入图片描述

获取输入整数的二进制位:

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1vC6t7hI-1681310613316)(C:\Users\hp\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230412222630445.png)]$

	while (std::cin >> n)
	{
		//把十进制n放到bitset中进行自动转化；
		std::bitset<100> b(n);                    
		//将其转化为string    
		std::string str = b.to_string();          
		//利用string函数去除前面的0
		str.erase(0, str.find_first_not_of('0')); 
		std::cout << str.find_first_not_of('0') << std::endl;
		std::cout << str << std::endl;
	}

字符符串中提取连续字符序列,既子串。这个操作假定位置 start 和字符数 count。

string substr(int start=0,int count= -1);
从起始位置开始复制字符串中的count 个字符，并返回这些字符作为子串。

如果字符串尾部小于count字符或者count 为-1，则字符串尾停止复制。

如果不使用参数调用只包括位置start，则substr()返回从位置开始到字符串尾部的子串。

find()函数在字符串中查找指定模式。该函数将字符串s和位置start作为参数，并查找 s的匹配作为子串。

int find(const string& s,int start = 0):
该搜索获得字符串s和位置start，并查找s的匹配作为子串。如果有匹配,则返回匹配的位置；否则返回-1。默认情况下， start为0，函数搜索整个字符串。

std::length()，取得字符串的长度。
std::substr()，从字符串中取出一个子串。
std::at()/operator []，取得字符串中指定位置的字符。
std::find/rfind()，从前往后／从后往前在字符串中查找一个子串的位置。 强调字符串
std::find_first_of()，在字符串中找到第一个在指定字符集中的字符位置。 强调字符
std::find_first_not_of()，在字符串中找到第一次不在指定字符集中的字符位置。强调字符
std::find_last_of()，在字符串中找到最后一个在指定字符集中的字符位置。
std::find_last_not_of()，在字符串中找到最后一个不在字符集中的字符位置。
std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), tolower);将字符串转换为小写。
std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), toupper);将字符串转换为大写。、
str.erase(0, str.find_first_not_of(" \t\n\r")); 去掉头部空格

str.erase(str.find_last_not_of(" \t\n\r") + 1); 去掉尾部空格

 1 void trim(string &s)
 2 {
 3     /*
 4     if( !s.empty() )
 5     {
 6         s.erase(0,s.find_first_not_of(" "));
 7         s.erase(s.find_last_not_of(" ") + 1); //找到不是空格的位置，然后加1 就是空格位置
 8     }
 9     */
10     int index = 0;
11     if( !s.empty())
12     {
13         while( (index = s.find(' ',index)) != string::npos)
14         {
15             s.erase(index,1);
16         }
17     }
18 
19 }