C++ 中 std::bitset 的算术运算

简介

std::bitset 是 C++ 标准库提供的一个用于操作位的类模板。它可以方便地表示和操作固定长度的位序列。std::bitset 提供了一系列的位运算和算术运算符重载，使得位操作更加简单和高效。

基本用法

以下是使用 std::bitset 的基本用法：

#include <bitset>
#include <iostream>

int main() {
    // 创建一个长度为 8 的 bitset，并初始化为二进制 1010 0011
    std::bitset<8> bits("10100011");
    
    // 输出该 bitset 的内容
    std::cout << "Bitset: " << bits << std::endl;
    
    // 访问和修改特定位置的位
    bits[2] = 0;
    bits[5] = 1;
    
    // 输出修改后的 bitset 的内容
    std::cout << "Modified bitset: " << bits << std::endl;
    
    return 0;
}

输出：

Bitset: 10100011
Modified bitset: 10000111

算术运算

std::bitset 支持与其他 std::bitset 对象的算术运算，包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）和按位取反（~）。

#include <bitset>
#include <iostream>

int main() {
    std::bitset<8> bits1("10100011");
    std::bitset<8> bits2("01101100");

    // 按位与运算
    std::bitset<8> result_and = bits1 & bits2;
    std::cout << "Bitwise AND: " << result_and << std::endl;

    // 按位或运算
    std::bitset<8> result_or = bits1 | bits2;
    std::cout << "Bitwise OR: " << result_or << std::endl;

    // 按位异或运算
    std::bitset<8> result_xor = bits1 ^ bits2;
    std::cout << "Bitwise XOR: " << result_xor << std::endl;

    // 按位取反运算
    std::bitset<8> result_not = ~bits1;
    std::cout << "Bitwise NOT of bits1: " << result_not << std::endl;

    return 0;
}

输出：

Bitwise AND: 00100000
Bitwise OR: 11101111
Bitwise XOR: 11001111
Bitwise NOT of bits1: 01011100

注意事项

• 在进行算术运算时，两个 std::bitset 对象的长度必须相等。
• 算术运算符对 std::bitset 执行位运算，并返回新的 std::bitset 对象。

结论

std::bitset 提供了方便的方法来进行位操作和算术运算。通过使用 std::bitset，可以更加简单地处理位级操作的问题。在进行算术运算时，务必确保所操作的 std::bitset 对象长度相等，以避免意外的结果。