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实现位图并封装在bitmap类中。
| 操作 | 功能 | 对象 |
|---|---|---|
| bitmap(int n = 8) | 构造函数，默认容量为8位 | 位图 |
| bitmap(char* file, int n = 8) | 构造函数，从指定文件中读取比特图 | 位图 |
| ~bitmap() | 析构函数，释放位图空间 | 位图 |
| init(int n) | 初始化位图空间 | 位图 |
| set(int k) | 置位第k个标志位 | 位图 |
| clear(int k) | 复位第k个标志位 | 位图 |
| test(int k) | 取出指定字节中的指定位 | 位图 |
| dump(char* file) | 将位图整体导出至指定的文件 | 位图 |
| bits2string(int n) | 将前n位转换为字符串 | 位图 |
| expand(int k) | 扩容 | 位图 |
| print(int n) | 逐位打印以检验位图内容 | 位图 |
| isPrime(int n) | 判断某个数是否为素数 | 自然数 |
(1) bitmap.h
#pragma once
#pragma warning(disable : 4996 4800)
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <memory.h>
#include "math.h"
class bitmap {
//位图bitmap类
private:
char* M; int N; //比特图所存放的空间M[]，容量为N*sizeof(char)*8比特
protected:
void init(int n) //初始化位图空间
{
M = new char[N = (n + 7) / 8]; //申请内存
memset(M, 0, N); //初始化内存块
}
public:
bitmap(int n = 8) {
init(n); } //按指定或默认规模创建比特图（为测试暂时选用较小的默认值）
bitmap(char* file, int n = 8) //按指定或默认规模，从指定文件中读取比特图
{
init(n); FILE* fp = fopen(file, "r"); fread(M, sizeof(char), N, fp); fclose(fp);
}
~bitmap() {
delete[] M; M = NULL; } //析构时释放比特图空间
void set(int k) //置位第k个标志位
{
expand(k); //拓容
M[k >> 3] |= (0x80 >> (k & 0x07)); //M[第k个标志位所在的字节(k/8 取整)] |= （第k个标志位在所在字节中的位数(取余)）
}
void clear(int k) {
expand(k); //拓容
M[k >> 3] &= ~(0x80 >> (k & 0x07)); //M[第k个标志位所在的字节(k/8 取整)] &= ~（第k个标志位在所在字节中的位数(取余)）
}
bool test(int k) {
//取出指定字节中的指定位
expand(k); //拓容
return M[k >> 3] & (0x80 >> (k & 0x07)); //M[第k个标志位所在的字节(k/8 取整)] &（第k个标志位在所在字节中的位的值）
}
void dump(char* file) //将位图整体导出至指定的文件，以便对此后的新位图批量初始化
{
FILE* fp = fopen(file, "w"); fwrite(M, sizeof(char), N, fp); fclose(fp);
}
char* bits2string(int n)
{
//将前n位转换为字符串——
expand(n - 1); //此时可能被访问的最高位为bitmap[n - 1]
char* s = new char[n + 1]; s[n] = '\0'; //字符串所占空间，由上层调用者负责释放
for (int i = 0; i < n; i++) s[i] = test(i) ? '1' : '0';
return s; //返回字符串位置
}
void expand(int k)
{
//若被访问的bitmap[k]已出界，则需扩容
if (k < 8 * N) return; //仍在界内，无需扩容
int oldN = N; char* oldM = M;
init(2 * k); //与向量类似，加倍策略
memcpy_s(M, N, oldM, oldN); delete[] oldM; //原数据转移至新空间
}
void print(int n) //逐位打印以检验位图内容，非必需接口
{
expand(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
printf(test(i) ? "1" : "0");
}
static bool isPrime(int n) {
//判断某个数是否为素数
if (n <= 3) {
return n > 1;
}
// 不在6的倍数两侧的一定不是质数
if (n % 6 != 1 && n % 6 != 5) {
return false;
}
int s = (int) sqrt(n);
for (int i = 5; i <= s; i += 6) {
if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0) {
return false;
}
}
return true;
}
};