STL bitset

由于之前的洛谷月赛 20191109中我bitset不熟，直接导致了T3\(70 \sim 100pts \rightarrow 50pts\)。复习一下bitset。

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一、概念

A bitset stores bits.

因此，bitset可以理解为一个bool数组，但是速度更快，可以直接像一个整数一样进行位运算，或者统计1的个数等。

二、声明与初始化

bitset声明，传入的变量n为bitset长度：

#include <bitset>
bitset <n> b; // 全为0
bitset <n> b(u); // 从unsigned long型变量u复制而来
bitset <n> b(s); // 从string对象s复制而来
bitset <n> b(s, pos, m); // 从string对象s的[pos, pos+m]复制而来

使用unsigned long初始化的几个例子：

bitset<16> bitvec1(0xffff); // bits 0 ... 15 are set to 1
// bitvec2 same size as initializer
bitset<32> bitvec2(0xffff); // bits 0 ... 15 are set to 1; 16 ... 31 are 0
// on a 32-bit machine, bits 0 to 31 initialized from 0xffff
bitset<128> bitvec3(0xffff); // bits 32 through 127 initialized to zero

使用unsigned long或者string初始化时，原始类型会被转换为位模式，以二进制形式对应bitset的初始位，超出指定bitset长度的部分舍弃。

三、操作

本节翻译自c++ reference。

1.访问

• b[pos]：访问b的第pos位

• b.count()：统计1的个数
• b.size()：返回bitset位数
• b.test(pos)：返回b[pos]的值
• b.any()：检验是否有任何1
• b.none()：检验是否无任何1

• b.all()：检验是否均为1（c++ 11）

2.修改

• b.set(pos)：将b[pos]修改为1
  • 若不传入pos，将所有位修改为1
• b.reset(pos)：将b[pos]修改为0
  • 若不传入pos，将所有位修改为0
• b.flip(pos)：将b[pos]取反
  • 若不传入pos，将所有位逐位取反

3.转化

• b.to_string()：转化为string
• b.to_ulong()：转化为unsigned long
• b.to_ullong()：转化为unsigned long long（c++ 11）

4.输出

• os << b：将b输出到os流
  • 示例输出如下

bitset <16> b(0xff);
cout << b;
///////////////////////////////////////////////
//output:
//0000000011111111
///////////////////////////////////////////////

5.位操作

bitset支持位操作符，基本上可以看作一个整型来处理。

一段c++ reference的样例：

// bitset operators
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <bitset>         // std::bitset

int main ()
{
  std::bitset<4> foo (std::string("1001"));
  std::bitset<4> bar (std::string("0011"));

  std::cout << (foo^=bar) << '\n'; // 1010 (XOR,assign)
  std::cout << (foo&=bar) << '\n'; // 0010 (AND,assign)
  std::cout << (foo|=bar) << '\n'; // 0011 (OR,assign)

  std::cout << (foo<<=2) << '\n';  // 1100 (SHL,assign)
  std::cout << (foo>>=1) << '\n';  // 0110 (SHR,assign)

  std::cout << (~bar) << '\n';     // 1100 (NOT)
  std::cout << (bar<<1) << '\n';   // 0110 (SHL)
  std::cout << (bar>>1) << '\n';   // 0001 (SHR)

  std::cout << (foo==bar) << '\n'; // false (0110==0011)
  std::cout << (foo!=bar) << '\n'; // true  (0110!=0011)

  std::cout << (foo&bar) << '\n';  // 0010
  std::cout << (foo|bar) << '\n';  // 0111
  std::cout << (foo^bar) << '\n';  // 0101

  return 0;
}
///////////////////////////////////////////////////////
//output:
//1010
//0010
//0011
//1100
//0110
//1100
//0110
//0001
//0
//1
//0010
//0111
//0101
///////////////////////////////////////////////////////