bitset的介绍

如果有40亿个不重复的无符号的整数，乱序，给出一个无符号的整数，如果快速判断那个数是否在这其中呢？
1.要判断一个数，无非就是把这些数排序，然后二分查找
2.或者是放入unordered_set容器中，然后使用find查找
这两种方法前者的效率是O(NlogN) 后者是O(lN)

但是麻烦的就是这40亿个数，我们必须要将这些数全部保存到内存当中去，这就要消耗大约16G的内存，空间消耗太大了，单从空间消耗上去看这两种方法都是不可行的。

所以就要用到了位图

位图的引入

在这里插入图片描述
无符号整数的个数是2^32
就需要2^32个比特位，才占内存512M的内存空间，相比较与16G大大缩小了，所以空间效率达到质的飞跃

位图的概念

位图，就是每一个比特位来存放某一状态，适用于海量的数据，以及无重复数据的场景。通常是用来判断某一数据是否存在.

位图的应用

常见的位图的应用如下：
1.快速查找某一个数据是否在某个集合中
2.排序
3.求两个集合的交集或者并集等等
4.操作系统中磁盘块标记
5.内核中信号标志位(信号屏蔽字和未决信号等等)

bitset的使用

bitset的定义方式

方式一：bitset<8> ag;//00000000
构造一个8位的位图，所有位都初始化为0
方式二：bitset<8> ag(2);//00000010
构造一个8位的位图，所有位构成初始化为2
方式三：bitset<8> ag(string("10101010")
构造一个8位的位图，所有位根据string的0/1序列初始化位图的前n位, string的size比bitset的size小，就前面补0，大就取前bitset.size位

bitset的成员函数

bitset运算符的使用

在这里插入图片描述
使用示例：

#include<bitset> //使用位图头文件

//位图的介绍与使用
void test01()
{
	bitset<8> bs;//设置8位的位图  00000000全部初始化为0
	bs.set(2);// 从右往左数第二位为1 下标从0开始
	bs.set(4);//第四位设置为1
	cout << bs << endl;//00010100

	bs.flip();//将所有位都翻转 11101011
	cout << bs << endl;
	cout << bs.count() << endl;//输出多少位是1的个数  6

	cout << bs.test(3) << endl;//输出第三位是什么0/1  1
	
	bs.reset(0);//清空第0位
	cout << bs << endl;//11101010
	
	cout << bs.size() << endl;//输出有多少位位图  8
	
	bs.reset();//将所有位都清空 00000000
	cout << bs.none() << endl;//如果没有位被设置了，就返回1   1

	bs.set();//设置所有的位置  全部位都为1   11111111
	cout << bs.all() << endl;//如果所有的位都被设置了，就返回1  1
	
}


//bitset运算符的使用
void test02()
{
	//1.对于>>,<<运算符的使用
	bitset<8> ag;
	cin >> ag; //输入10101010
	cout << ag << endl;//10101010
	
	//2.=、==、!=、&=、|=、^=、<<=、>>=、~ 的使用
	bitset<8> ag1(string("10101000"));
	bitset<8> ag2(string("10101000"));
	ag1 >>= 1; //ag1向右移动一个bit
	cout << ag1 << endl;//01010101

	ag2 |= ag1; //10101010 | 01010101
	//10101010  
	//01010101
	//11111111
	cout << ag2 << endl;//11111111


	//3.bitset位运算符的使用 & | ^
	bitset<8> bs1(string("11101000"));
	bitset<8> bs2(string("00010111"));
	
	cout << (bs1 & bs2) << endl;//00000000
	cout << (bs1 | bs2) << endl;//11111111
	cout << (bs1 ^ bs2) << endl;//00000000


	//4.bitset中[]运算符的使用
	bitset<4> p1(string("1011"));
	cout << p1[0] << endl;//1
	p1[1] = 0;//1001
	cout << p1 << endl;//1001

}
int main()
{
	test01();
	test02();
	return 0;
}