bitset关于二进制运算

一、写在最前面

对于学习作业的记录，思考良多，还是不要面面俱到比较好。此后的博客都会只截取某一些部分进行个人思路的解说和注释，以便于重点突出。

二、关于bitset背景

建立一个表示32*5位的二进制数的5个int的集合，做到对各个位的检测、并且完成普通的二进制数能够完成的运算。

三、代码部分

1、对某一位的操作

这个函数是对整个数进行检测和取反操作的基础。原理在于对1进行移位，到对应位置时，运用二进制操作把对应的一位的数值取出，或者进行置1/置0操作。
以下是检测pos位是否为1的操作。这个函数可以被调用于所有对位操作的判断。

bool bitset::test(int pos) const{    if(pos>max_length-1)    return false;    int count=1;    if(a[pos/32] & (count<<(pos%32)))    return true;    return false;}

以下就是对位进行值的改变。
获取掩码，还有进行的各种操作，都要熟悉。

void bitset::set(int pos){    if(pos>max_length-1)    return;    int arr=pos/32;    int bit=pos%32;    int count=1;    a[arr]|=count<<bit;}void bitset::reset(int pos){    if(pos>max_length-1)    return;    int arr=pos/32;    int bit=pos%32;    int count=1;    a[arr]&=~(count<<bit);}

对1进行pos的位移，之前的思考是直接用2的幂来和原数进行操作。但是没有考虑到整数类型的溢出问题，可能会造成原来的int数与一个负数操作，结果就不可预估了。
有了这些对位的基本操作，其他的对某一位进行操作的函数都可以通过调用他们简单的实现了。

2、左移/右移操作

其他的操作的话，每一个int对应另一个bitset进行操作就可以，不再赘述。
左移右移的操作，其实困难就在于每个int的最高位要接收上一个int的最低位，而不是简单的做位移操作。对于这个，我的办法是用一个临时数组存储最低位的数值，在每个int做位移操作之后，再修改每一个int的最高位。

bitset& bitset::operator >>= (int pos){    for(int i=0;i<pos;i++){        int k=0;        int temp[N-1]={0};//临时数组存每个int最低位是0/1        for(k=0;k<N-1;k++){            if(test(32*(k+1))){//判断最低位是0还是1             temp[k]=1;            continue;            }            temp[k]=0;        }        for(k=0;k<N;k++){//所有int右移             a[k]>>=1;        }        for(k=0;k<N-1;k++){//把上个int最低位填到下个int最高位             if(temp[k]==0){            reset(32*(k+1)-1);              }            else            set(32*(k+1)-1));        }    }    return *this;}

左移和右移的思想是完全相同的，以上是右移操作。左移就是把右边int的最高位最后填到左边int的最低位。

四、总结

对bitset这个类做记录，主要是自己对二进制的操作非常不熟悉。特别是对某一位的操作，以及左移右移的问题。面对这个由许多int拼接起来的二进制数，更加容易一脸蒙蔽。
首先，对于每一个位的操作，一是在于找准哪一位，二是在于如何得到掩码并进行操作，这些在网上都有资料，也很容易想清楚。
其次，左移右移的问题确实比较麻烦，同样要注意找准位的问题。还有对于基本的一位一位移动的思想，还是只是对最高最低位进行操作比较划算。
最后记录一下题目中的输出函数。其中思想就可以用于对整个二进制数进行遍历，可以对二进制数进行输出或者统计工作。

friend std::ostream& operator << (std::ostream& os, const bitset& s) {            for (int i = N-1; i >= 0; i--) {                for (int j = 31; j >= 0; j--) {                    if (s.a[i] & (1 << j)) os << 1;                    else os << 0;                }            }            return os;        }