4.12. Класс bitset

4.12. Класс bitset

Операция

Значение

Использование

test(pos)

Бит pos равен 1?

a.test(4)

any()

Хотя бы один бит равен 1?

a.any()

none()

Ни один бит не равен 1?

a.none()

count()

Количество битов, равных 1

a.count()

size()

Общее количество битов

a.size()

[pos]

Доступ к биту pos

a[4]

flip()

Изменить значения всех

a.flip()

flip(pos)

Изменить значение бита pos a.fli

p(4)

set()

Выставить все биты в 1

a.set()

set(pos)

Выставить бит pos в 1 a.se

t(4)

reset()

Выставить все биты в 0

a.reset()

reset(pos)

Выставить бит pos в 0 a.rese

t(4)

Как мы уже говорили, необходимость создавать сложные выражения для манипуляции битовыми векторами затрудняет использование встроенных типов данных. Класс bitset упрощает работу с битовым вектором. Вот какое выражение нам приходилось писать в предыдущем разделе для того, чтобы “взвести” 27-й бит:

quiz1 |= 127;

При использовании bitset то же самое мы можем сделать двумя способами:

quiz1[27] = 1;

или

quiz1.set(27);

(В нашем примере мы не используем нулевой бит, чтобы сохранить “естественную” нумерацию. На самом деле, нумерация битов начинается с 0.)

Для использования класса bitset необходимо включить заголовочный файл:

#include bitset

Объект типа bitset может быть объявлен тремя способами. В определении по умолчанию мы просто указываем размер битового вектора:

bitset32 bitvec;

Это определение задает объект bitset, содержащий 32 бита с номерами от 0 до 31. Все биты инициализируются нулем. С помощью функции any() можно проверить, есть ли в векторе единичные биты. Эта функция возвращает true, если хотя бы один бит отличен от нуля. Например:

bool is_set = bitvec.any();

Переменная is_set получит значение false, так как объект bitset по умолчанию инициализируется нулями. Парная функция none() возвращает true, если все биты равны нулю:

sbool is_not_set = bitvec.none();

Изменить значение отдельного бита можно двумя способами: воспользовавшись функциями set() и reset() или индексом. Так, следующий цикл выставляет в 1 каждый четный бит:

for ( int index=0; index32; ++index )

if ( index % 2 == 0 )

bitvec[ index ] = 1;

Аналогично существует два способа проверки значений каждого бита – с помощью функции test() и с помощью индекса. Функция () возвращает true, если соответствующий бит равен 1, и false в противном случае. Например:

if ( bitvec.test( 0 ))

// присваивание bitvec[0]=1 сработало!;

Значения битов с помощью индекса проверяются таким образом:

cout "bitvec: включенные биты: ";

for ( int index = 0; index 32; ++-index )

if ( bitvec[ index ] )

cout index " ";

cout endl;

Следующая пара операторов демонстрирует сброс первого бита двумя способами:

bitvec.reset(0);

bitvec[0] = 0;

Функции set() и reset() могут применяться ко всему битовому вектору в целом. В этом случае они должны быть вызваны без параметра. Например:

// сброс всех битов

bitvec.reset();

if (bitvec.none() != true)

// что-то не сработало

// установить в 1 все биты вектора bitvec

if ( bitvec.any() != true )

// что-то опять не сработало

Функция flip() меняет значение отдельного бита или всего битового вектора:

bitvec.f1ip( 0 ); // меняет значение первого бита

bitvec[0].flip(); // тоже меняет значение первого бита

bitvec.flip(); // меняет значения всех битов

Существуют еще два способа определить объект типа bitset. Оба они дают возможность проинициализировать объект определенным набором нулей и единиц. Первый способ – явно задать целое беззнаковое число как аргумент конструктору. Начальные N позиций битового вектора получат значения соответствующих двоичных разрядов аргумента. Например:

bitset 32 bitvec2( Oxffff );

инициализирует bitvec2 следующим набором значений:

00000000000000001111111111111111

В результате определения

bitset 32 bitvec3( 012 );

у bitvec3 окажутся ненулевыми биты на местах 1 и 3:

00000000000000000000000000001010

В качестве аргумента конструктору может быть передано и строковое значение, состоящее из нулей и единиц. Например, следующее определение инициализирует bitvec4 тем же набором значений, что и bitvec3:

// эквивалентно bitvec3

string bitva1( "1010" );

bitset 32 bitvec4( bitval );

Можно также указать диапазон символов строки, выступающих как начальные значения для битового вектора. Например:

// подстрока с шестой позиции длиной 4: 1010

string bitval ( "1111110101100011010101" );

bitset 32 bitvec5( bitval, 6, 4 );

Мы получаем то же значение, что и для bitvec3 и bitvec4. Если опустить третий параметр, подстрока берется до конца исходной строки:

// подстрока с шестой позиции до конца строки: 1010101

string bitva1( "1111110101100011010101" );

bitset 32 bitvec6( bitval, 6 );

Класс bitset предоставляет две функции-члена для преобразования объекта bitset в другой тип. Для трансформации в строку, состоящую из символов нулей и единиц, служит функция to_string():

string bitva1( bitvec3.to_string() );

Вторая функция, to_long(), преобразует битовый вектор в его целочисленное представление в виде unsigned long, если, конечно, оно помещается в unsigned long. Это видоизменение особенно полезно, если мы хотим передать битовый вектор функции на С или С++, не пользующейся стандартной библиотекой.

К объектам типа bitset можно применять побитовые операции. Например:

bitset32 bitvec7 = bitvec2 bitvec3;

Объект bitvec7 инициализируется результатом побитового И двух битовых векторов bitvec2 и bitvec3.

bitset32 bitvec8 = bitvec2 | bitvec3;

Здесь bitvec8 инициализируется результатом побитового ИЛИ векторов bitvec2 и bitvec3. Точно так же поддерживаются и составные операции присваивания и сдвига.

Упражнение 4.15

Допущены ли ошибки в приведенных определениях битовых векторов?

(a) bitset64 bitvec(32);

(b) bitset32 bv( 1010101 );

(c) string bstr; cin bstr; bitset8bv( bstr );

(d) bitset32 bv; bitset16 bvl6( bv );

Упражнение 4.16

Допущены ли ошибки в следующих операциях с битовыми векторами?

extern void bitstring(const char*);

bool bit_on (unsigned long, int);

bitset32 bitvec;

(a) bitsting( bitvec.to_string().c_str() );

(b) if ( bit_on( bitvec.to_1ong(), 64 )) ...

(c) bitvec.f1ip( bitvec.count() );

Упражнение 4.17

Дана последовательность: 1,2,3,5,8,13,21. Каким образом можно инициализировать объект bitset32 для ее представления? Как присвоить значения для представления этой последовательности пустому битовому вектору? Напишите вариант инициализации и вариант с присваиванием значения каждому биту.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

5.1. Класс

Из книги Самоучитель UML автора Леоненков Александр

5.1. Класс Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами из других классов. Графически класс изображается в виде прямоугольника, который дополнительно может быть разделен


Самый базовый класс MFC (класс CObject)

Из книги Microsoft Visual C++ и MFC. Программирование для Windows 95 и Windows NT автора Фролов Александр Вячеславович

Самый базовый класс MFC (класс CObject) Подавляющее большинство классов библиотеки MFC наследовано от базового класса CObject, лежащего в основе всей иерархии классов этой библиотеки. Методы и элементы данных класса CObject представляют наиболее общие свойства наследованных из него


Архивный класс (класс CArchive)

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Архивный класс (класс CArchive) Класс CArchive используется для сохранения и восстановления состояния объектов в файлах на диске. Перед использованием объекта класса CArchive он должен быть привязан к файлу – объекту класса CFile.Более подробно о процессе сохранения и восстановления


Класс CObject – основной класс MFC

Из книги Программирование КПК и смартфонов на .NET Compact Framework автора Климов Александр П.

Класс CObject – основной класс MFC Подавляющее большинство классов из библиотеки MFC наследуются от основного класса CObject. Практически все классы, которые используются в ваших приложениях, например CView или CWinApp, унаследованы от класса CObject.Класс CObject обеспечивает наиболее общие


Класс CException

Из книги Описание языка PascalABC.NET автора Коллектив РуБоард

Класс CException Класс CException включает два виртуальных метода GetErrorMessage и ReportError. Эти методы позволяют получить словесное описание причины, которая привела к вызову исключения. Заметим, что методы GetErrorMessage и ReportError чисто виртуальные, поэтому они должны быть переопределены в


Класс CMemoryException

Из книги автора

Класс CMemoryException Когда приложение заказывает у операционной системы новый блок оперативной памяти, может случиться, что вся память уже используется и больше памяти отдано приложению быть не может.Когда приложение пытается создать новую переменную или объект, вызывая


Класс CFileException

Из книги автора

Класс CFileException Класс CFileException предназначен для обработки исключительных ситуаций, возникающих во время создания или вызова методов класса CFile и порожденных от него классов. Этот класс описан нами в разделе “Класс CFile” и предназначается для работы с файловой системой.


Класс CArchiveException

Из книги автора

Класс CArchiveException Исключительные ситуации, возникающие во время записи и восстановления объектов из файла, вызывают исключение CArchiveException.Причина, по которой было вызвано исключение, определяется элементом данных m_cause из класса CFileException. В него заносится код, по которому


Класс CNotSupportedException

Из книги автора

Класс CNotSupportedException Если приложение пытается вызвать несуществующий метод класса, то вызывается исключение CNotSupportedException. Конструктор класса CNotSupportedException имеет следующий вид:CNotSupportedException();Однако если вы сами желаете вызвать из своего кода исключение этого типа, то вместо


Класс CResourceException

Из книги автора

Класс CResourceException Если в процессе работы возникают проблемы с ресурсами, например приложение пытается загрузить несуществующий ресурс, тогда вызывается исключение CResourceException. Вы можете вызвать это исключение сами. Для этого воспользуйтесь функцией AfxThrowResourceException:void


Класс CUserException

Из книги автора

Класс CUserException Если какая-либо операция при работе приложения закончилась с ошибкой, оно может вызвать функцию AfxMessageBox, чтобы сообщить об этом пользователю, а затем вызвать исключение с объектом класса CUserException. Чтобы создать объект класса CUserException и вызвать исключение,


У11.2 Класс и его АТД

Из книги автора

У11.2 Класс и его АТД Проверьте все предусловия и аксиомы АТД STACK, введенного в предыдущих лекциях, и покажите, отображаются ли они в классе STACK4, а если да, то


Класс Pen

Из книги автора

Класс Pen Класс Pen используется для создания пера, при помощи которого проводятся прямые и кривые линии. В отличие от полной версии .NET Framework, поддерживающей четыре перегруженных версии конструктора Pen, .NET Compact Framework позволяет создавать перо только с помощью двух


Класс Color

Из книги автора

Класс Color При создании перьев или кистей применялся класс Color. Он позволяет задавать цвет либо с помощью предопределенного названия, либо указывая составные части цвета в модели RGB. Например, для создания красного цвета можно использовать код, приведенный в листинге


Класс IrDAClient

Из книги автора

Класс IrDAClient Практически все устройства под управлением Windows Mobile имеют встроенные инфракрасные порты. Библиотека .NET Compact Framework имеет в своем составе классы, позволяющие работать с инфракрасной связью.Инфракрасная связь осуществляется между двумя устройствами по


Класс ObjectBoardABC

Из книги автора

Класс ObjectBoardABC Класс ObjectBoardABC является потомком класса BoardABC и представляет графический объект Доска с объектами.Конструкторы класса ObjectBoardABC constructor Create(x,y,nx,ny,szx,szy: integer; cl: GColor); Создает доску с объектами nx на ny клеток цвета cl с размером клетки (szx, szy) в позиции (x,