битовые векторы в c++ [закрыто]

вот очень простая реализация битового вектора статического размера. Это требует C++11 функции, поскольку он полагается на <cstdint> заголовок, но этот заголовок довольно часто встречается поскольку он основан на стандарте C99 функции. В крайнем случае вы можете использовать C <stdint.h> заголовок и просто использовать типы в глобальном пространстве имен.

Примечание: это было набрано на лету и не тестируется вообще. Я даже не проверил, что он будет компилироваться. Так, может быть ошибки.

#include <cstdint>  // ::std::uint64_t type
#include <cstddef> // ::std::size_t type
#include <algorithm>

class my_bitvector_base {
 protected:
   class bitref { // Prevent this class from being used anywhere else.
    public:
      bitref(::std::uint64_t &an_int, ::std::uint64_t mask)
           : an_int_(an_int), mask_(mask)
      {
      }

      const bitref &operator =(bool val) {
         if (val) {
            an_int_ |= mask_;
         } else {
            an_int_ &= ~mask_;
         }
         return *this;
      }
      const bitref &operator =(const bitref &br) {
         return this->operator =(bool(br));
      }
      operator bool() const {
         return ((an_int_ & mask_) != 0) ? true : false;
      }

    private:
      ::std::uint64_t &an_int_;
      ::std::uint64_t mask_;
   };
};

template < ::std::size_t Size >
class my_bitvector : public my_bitvector_base {
 private:
   static constexpr ::std::size_t numints = ((Size + 63) / 64);
 public:
   my_bitvector() { ::std::fill(array, array + numints, 0); }

   bool operator [](::std::size_t bitnum) const {
      const ::std::size_t bytenum = bit / 64;
      bitnum = bitnum % 64;
      return ((ints_[bytenum] & (::std::uint64_t(1) << bitnum)) != 0) ? true : false;
   }
   bitref operator[](::std::size_t bitnum) {
      const ::std::size_t bytenum = bit / 64;
      bitnum = bitnum % 64;
      ::std::uint64_t mask = ::std::uint64_t(1) << bitnum;
      return bitref(ints_[bytenum], mask);
   }

 private:
   ::std::uint64_t ints_[numints];
};

// Example uses
void test()
{
    my_bitvector<70> bits; // A 70 bit long bit vector initialized to all false
    bits[1] = true; // Set bit 1 to true
    bool abit = bits[1]; // abit should be true.
    abit = bits[69]; // abit should be false.
}

весь my_bitvector_base всего создать некий отдельный тип. Вы можете упомянуть об этом в интерфейсе или реализации для производных классов, потому что это protected, но вы не можете упомянуть об этом в других контекстах. Это не позволяет людям хранить копию bitref. Это важно, потому что bitref существует только для того, чтобы разрешить присвоение результата operator [] потому что комитет по стандартам C++, во всей своей мудрости, не реализовал operator []= или что-то аналогично для назначения элементу array.

как вы можете видеть, битовый вектор в основном представляет собой массив битов. Более модные битовые векторы будут имитировать "бесконечный" массив битов, инициализированных true или false. Они делают это, отслеживая самый последний бит, который был установлен, и все биты перед ним. И если вы попросите немного после этого, они просто вернут инициализированное значение.

хороший бит-вектор также будет реализован operator & и другие такие тонкости, поэтому они ведут себя как очень большое целое число без знака со ссылкой на операции битовой манипуляции.