c++中bitset的常见用法

C++ 中的 bitset 是一个用于处理固定大小位序列的模板类，提供高效的位操作功能。以下是对其关键特性的详细介绍：

1. 声明与初始化

头文件 ：需包含 <bitset>。

声明：bitset<N> 表示一个包含 N 位的二进制集合（N 为编译时常量）。

cpp 复制代码

bitset<8> b1;       // 默认初始化，所有位为0
bitset<4> b2(5);    // 用整数初始化：0101
bitset<4> b3("1010"); // 用字符串初始化：1010
bitset<4> b4(b3);   // 拷贝构造

2. 初始化规则

整数初始化 ：高位截断，低位对齐。

cpp 复制代码

bitset<3> b(10);    // 10的二进制为1010 → 截断为010（值为2）

字符串初始化 ：

字符串只能包含 '0' 和 '1'。
默认从字符串的 左端（高位） 开始解析。

cpp 复制代码

bitset<4> b("1010"); // 高位 → 低位：1 0 1 0 → 十进制10
bitset<4> b("101010", 2, 4); // 从索引2取4位："1010" → 值为10

3. 常用操作

位访问：
- [] 运算符：通过索引访问（从右到左，0为最低位）。
- test(pos)：检查指定位是否为1，越界抛出异常。
cpp 复制代码
```
bitset<4> b("1010");
bool bit0 = b[0];   // 0 → 最低位
bool bit3 = b[3];   // 1 → 最高位
```
修改位：
- set(pos, val)：设置某位（默认1）。
- reset(pos)：清除某位（设为0）。
- flip(pos)：翻转某位。
cpp 复制代码
```
b.set(0);       // 1010 → 1011
b.reset(3);     // 1011 → 0011
b.flip(1);      // 0011 → 0001
```
统计与判断：
- count()：返回1的个数。
- any()/none()/all()：判断是否存在/没有/全部为1。
cpp 复制代码
```
if (b.any()) cout << "至少1位为1";
```

4. 位运算

支持 &、|、^、~、<<、>> 等运算符（长度需相同）：

cpp 复制代码

bitset<4> a("1010"), b("1100");
auto c = a & b;     // 1000
auto d = a << 1;    // 0100

5. 类型转换

to_ulong()/to_ullong()：转为无符号整数（可能溢出）。
to_string()：转为字符串，可指定填充字符。
cpp 复制代码
```
bitset<4> b(10);
string s = b.to_string(); // "1010"
```

6. 应用场景

位标志管理：如权限控制、状态标记。
位掩码操作：快速筛选或修改特定位。
数据压缩：高效存储布尔值。

示例代码

cpp 复制代码

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

int main() {
    bitset<8> b1(42);          // 00101010
    bitset<8> b2("10101010");  // 10101010
    cout << b1 << endl;         // 输出 00101010
    b1.set(0);                 // 变为 00101011
    b2.flip();                 // 变为 01010101
    cout << (b1 & b2) << endl; // 00000001
    cout << b1.to_ulong() << endl; // 43
    return 0;
}

注意事项

越界访问 ：test(pos) 会检查越界，[] 不会。
性能：位操作高效，适合密集运算。
字符串顺序：字符串的第一个字符对应高位。

bitset 是处理二进制数据的利器，结合明确的位序规则和丰富的接口，可显著简化位级操作代码。