<bit>头文件是数值库的一部分。定义用于访问、操作和处理各个位和位序列的函数。例如，有函数可以旋转位、查找连续集或已清除位的数量、查看某个数是否为 2 的整数幂、查找表示数字的最小位数等。
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| #### 类型 ||
| endian (C++20) | 指示标量类型的端序 (枚举) |
| #### 函数 ||
| bit_cast (C++20) | 将一个类型的对象表示重解释为另一类型的对象表示 (函数模板) |
| byteswap (C++23) | 反转给定整数值中的字节 (函数模板) |
| has_single_bit (C++20) | 检查一个数是否为 2 的整数次幂 (函数模板) |
| bit_ceil (C++20) | 寻找不小于给定值的最小的二的整数次幂 (函数模板) |
| bit_floor (C++20) | 寻找不大于给定值的最大的二的整数次幂 (函数模板) |
| bit_width (C++20) | 寻找表示给定值所需的最小位数 (函数模板) |
| rotl (C++20) | 计算逐位左旋转的结果 (函数模板) |
| rotr (C++20) | 计算逐位右旋转的结果 (函数模板) |
| countl_zero (C++20) | 从最高位起计量连续的 0 位的数量 (函数模板) |
| countl_one (C++20) | 从最高位起计量连续的 1 位的数量 (函数模板) |
| countr_zero (C++20) | 从最低位起计量连续的 0 位的数量 (函数模板) |
| countr_one (C++20) | 从最低位起计量连续的 1 位的数量 (函数模板) |
| popcount (C++20) | 计量无符号整数中为 1 的位的数量 (函数模板) |
下面来看一下它的具体使用示例：
endian判断CPU的大小端序
cpp
#include <bit>
#include <iostream>
//检测处理器端序，返回值：0表大端序，1表示小端序
//小端序低位存放低地址，例如：16bit的数0x1234在小端序模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x2000开始存放）为
//0x2000 0x34
//0x2001 0x12
int checkCPUendian()
{
union w
{
int a;
char b;
}c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);
}
int main()
{
if constexpr (std::endian::native == std::endian::big)
std::cout << "大端\n";
else if constexpr (std::endian::native == std::endian::little)
std::cout << "小端\n";
else
std::cout << "混合端序\n";
int ret = checkCPUendian();
std::cout << "ret======" << ret << std::endl;
if (ret)
std::cout << "CPU为小端序\n";
else
std::cout << "CPU为大端序\n";
return 0;
}运行结果：
运行的时候要把编译器设置为C++20或最新的c++标准
函数示例：
cpp
#include <bit>
#include <concepts>
#include <cstdint>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <bitset>
#include <cmath>
template <std::integral T>
void dump(T v, char term = '\n')
{
std::cout << std::hex << std::uppercase << std::setfill('0')
<< std::setw(sizeof(T) * 2) << v << " : ";
for (std::size_t i{}; i != sizeof(T); ++i, v >>= 8)
std::cout << std::setw(2) << static_cast<unsigned>(T(0xFF) & v) << ' ';
std::cout << std::dec << term;
}
static_assert(std::popcount(0xFULL) == 4);
int main()
{
//1.bit_cast example 将一个类型的对象表示重解释为另一类型的对象表示
float f = std::numeric_limits<float>::infinity();
int i = std::bit_cast<int>(f);
std::cout << "float f = " << std::hex << f
<< "\nstd::bit_cast<int>(f) = " << std::hex << i << '\n';
//2.byteswap example反转给定整数值中的字节
static_assert(std::byteswap('a') == 'a');
std::cout << "U16 的 byteswap:\n";
constexpr auto x = std::uint16_t(0xCAFE);
dump(x);
dump(std::byteswap(x));
std::cout << "\nU32 的 byteswap:\n";
constexpr auto y = std::uint32_t(0xDEADBEEFu);
dump(y);
dump(std::byteswap(y));
std::cout << "\nU64 的 byteswap:\n";
constexpr auto z = std::uint64_t{ 0x0123456789ABCDEFull };
dump(z);
dump(std::byteswap(z));
//3.has_single_bit example检查一个数是否为 2 的整数次幂
for (auto u = 0u; u != 10; ++u)
{
std::cout << "u = " << u << " = " << std::bitset<4>(u);
if (std::has_single_bit(u)) // P1956R1 前为 `ispow2`
std::cout << " = 2^" << std::log2(u) << " (为二的幂)";
std::cout << '\n';
}
//4.bit_ceil example寻找不小于给定值的最小的二的整数次幂
using bin = std::bitset<8>;
for (unsigned x{ 0 }; x != 10; ++x)
{
unsigned const z = std::bit_ceil(x); // P1956R1 前为 `ceil2`
std::cout << "bit_ceil( " << bin(x) << " ) = " << bin(z) << '\n';
}
//5.bit_floor example寻找不大于给定值的最大的二的整数次幂
using bin = std::bitset<8>;
for (unsigned x = 0; x != 10; ++x)
{
auto const z = std::bit_floor(x); // P1956R1 前为 `floor2`
std::cout << "bit_floor( " << bin(x) << " ) = " << bin(z) << '\n';
}
//6.bit_width example寻找表示给定值所需的最小位数
for (unsigned x{ 0 }; x != 8; ++x)
{
std::cout << "bit_width( "
<< std::bitset<4>{x} << " ) = "
<< std::bit_width(x) << '\n';
}
//7.rotl example计算逐位左旋转的结果
std::uint8_t i7 = 0b00011101;
std::cout << "i7 = " << std::bitset<8>(i7) << '\n';
std::cout << "rotl(i7,0) = " << std::bitset<8>(std::rotl(i7, 0)) << '\n';
std::cout << "rotl(i7,1) = " << std::bitset<8>(std::rotl(i7, 1)) << '\n';
std::cout << "rotl(i7,4) = " << std::bitset<8>(std::rotl(i7, 4)) << '\n';
std::cout << "rotl(i7,9) = " << std::bitset<8>(std::rotl(i7, 9)) << '\n';
std::cout << "rotl(i7,-1) = " << std::bitset<8>(std::rotl(i7, -1)) << '\n';
//8.rotr example计算逐位右旋转的结果
std::uint8_t i8 = 0b00011101;
std::cout << "i8 = " << std::bitset<8>(i8) << '\n';
std::cout << "rotr(i8,0) = " << std::bitset<8>(std::rotr(i8, 0)) << '\n';
std::cout << "rotr(i8,1) = " << std::bitset<8>(std::rotr(i8, 1)) << '\n';
std::cout << "rotr(i8,9) = " << std::bitset<8>(std::rotr(i8, 9)) << '\n';
std::cout << "rotr(i8,-1) = " << std::bitset<8>(std::rotr(i8, -1)) << '\n';
//9.countl_zero example从最高位起计量连续的 0 位的数量
for (const std::uint8_t i : {0, 0b11111111, 0b11110000, 0b00011110})
std::cout << "countl_zero( " << std::bitset<8>(i) << " ) = "
<< std::countl_zero(i) << '\n';
//10.countl_one example从最高位起计量连续的 1 位的数量
for (const std::uint8_t i : {0, 0b11111111, 0b01111111, 0b11100011})
std::cout << "countl_one( " << std::bitset<8>(i) << " ) = "
<< std::countl_one(i) << '\n';
//11.countr_zero example从最低位起计量连续的 0 位的数量
for (const std::uint8_t i : {0, 0b11111111, 0b00011100, 0b00011101})
std::cout << "countr_zero( " << std::bitset<8>(i) << " ) = "
<< std::countr_zero(i) << '\n';
//12.countr_one example从最低位起计量连续的 1 位的数量
for (const std::uint8_t i : {0, 0b11111111, 0b11111110, 0b11100011})
std::cout << "countr_one( " << std::bitset<8>(i) << " ) = "
<< std::countr_one(i) << '\n';
//13.popcount example计量无符号整数中为 1 的位的数量
for (const std::uint8_t x : {0, 0b00011101, 0b11111111})
std::cout << "popcount( " << std::bitset<8>(x) << " ) = "
<< std::popcount(x) << '\n';
return 0;
}运行结果：
参考
https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/bit-functions?view=msvc-170#bit_cast