Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

string str("1111111000000011001101");

bitset<32> bitvec5(str, 5, 4); // четыре бита, начиная с str[5] - 1100

bitset<32> bitvec6(str, str.size()-4); // использует четыре последних

// символа

Здесь набор битов bitvec5инициализируется подстрокой str, начиная с символа str[5], и четырьмя символами далее. Как обычно, крайний справа символ подстроки представляет бит самого низкого порядка. Таким образом, набор bitvec5инициализируется битами с позиции 3 до 0 и получает значение 1100, а остальные биты — 0. Инициализатор набора битов bitvec6передает строку и отправную точку, поэтому он инициализируется символами строки str, начиная с четвертого и до конца строки str. Остаток битов набора bitvec6инициализируется нулями. Эти инициализации можно представить так:

Упражнение 17.9. Объясните битовую схему, которую содержит каждый из следующих объектов bitset:

(a) bitset<64> bitvec(32);

(b) bitset<32> bv(1010101);

(c) string bstr; cin >> bstr; bitset<8> bv(bstr);

Операции с наборами битов (табл. 17.3) определяют различные способы проверки и установки одного или нескольких битов. Класс bitsetподдерживает также побитовые операторы, которые рассматривались в разделе 4.8. Применительно к объектам bitsetэти операторы имеют тот же смысл, что и таковые встроенные операторы для типа unsigned.

Таблица 17.3. Операции с наборами битов

Некоторые из функций, count(), size(), all(), any()и none(), не получают аргументов и возвращают информацию о состоянии всего набора битов. Другие, set(), reset()и flip(), изменяют состояние набора битов. Функции-члены, изменяющие набор битов, допускают перегрузку. В любом случае версия функции без аргументов применяет соответствующую операцию ко всему набору, а версии функций, получающих позицию, применяют операцию к заданному биту:

bitset<32> bitvec(1U); // 32 бита; младший бит 1, остальные биты - 0

bool is_set = bitvec.any(); // true, установлен один бит

bool is_not_set = bitvec.none(); // false, установлен один бит

bool all_set = bitvec.all(); // false, только один бит установлен

size_t onBits = bitvec.count(); // возвращает 1

size_t sz = bitvec.size(); // возвращает 32

bitvec.flip(); // инвертирует значения всех битов в bitvec

bitvec.reset(); // сбрасывает все биты в 0

bitvec.set(); // устанавливает все биты в 1

Функция any()возвращает значение true, если один или несколько битов объекта класса bitsetустановлены, т.е. равны 1. Функция none(), наоборот, возвращает значение true, если все биты содержат нуль. Новый стандарт ввел функцию all(), возвращающую значение true, если все биты установлены. Функции count()и size()возвращают значение типа size_t(см. раздел 3.5.2), равное количеству установленных битов, или общее количество битов в объекте соответственно. Функция size()— constexpr, а значит, она применима там, где требуется константное выражение (см. раздел 2.4.4).

Функции flip(), set(), reset()и test()позволяют читать и записывать биты в заданную позицию:

bitvec.flip(0); // инвертирует значение первого бита

bitvec.set(bitvec.size() - 1); // устанавливает последний бит

bitvec.set(0, 0); // сбрасывает первый бит

bitvec.reset(i); // сбрасывает i-й бит

bitvec.test(0); // возвращает false, поскольку первый бит сброшен

Оператор индексирования перегружается как константный. Константная версия возвращает логическое значение true, если бит по заданному индексу установлен, и значение falseв противном случае. Неконстантная версия возвращает специальный тип, определенный классом bitset, позволяющий манипулировать битовым значением в позиции, заданной индексом:

bitvec[0] = 0; // сбрасывает бит в позиции 0

bitvec[31] = bitvec[0]; // устанавливает последний бит в то же

// состояние, что и первый

bitvec[0].flip(); // инвертирует значение бита в позиции 0

~bitvec[0]; // эквивалентная операция; инвертирует бит

// в позиции 0

bool b = bitvec[0]; // преобразует значение bitvec[0] в тип bool

Функции to_ulong()и to_ullong()возвращают значение, содержащее ту же битовую схему, что и объект класса bitset. Эти функции можно использовать, только если размер набора битов меньше или равен размеру типа unsigned longдля функции to_ulong()и типа unsigned long longдля функции to_ullong()соответственно: