使用布尔值设置位集的最佳方法

Question

假设我有 3 个 bool 类型值

bool canwalk=true;
bool cantalk=false;
bool caneat=false;

我想设置一个bitset表示三个

std::bitset<3> foo;

如何使用布尔值构建 bitset？我想做这样的事情

 std::bitset<3> foo(canWalk,cantalk,caneat); //giving me 100

Answer 1

引入一个新的 api，它可以为您提供 bitset 在参数中接受的字符串输入。

为了更通用，建议使用 bool 数组或 [std::vector<bool>][1] 来摆脱 getString()

中的这些变量参数

inline std::string getString(bool canwalk, bool canTalk, bool canEat)
{
std::stringstream input;
str << canwalk?1:0 << cantalk?1:0 << caneat?1:0;
return input.str();
}

现在可以将 bitset 定义为：

std::bitset<3> foo (getString(canwalk, canTalk, canEat));

Answer 2

您基本上需要一个构建器，它将从您的布尔集构建一个初始值以传递给 std::bitset 的构造函数。您可以通过可变参数模板在编译时（而不是运行时）执行此操作，如下所示：

template <unsigned long long initialValue> 
constexpr unsigned long long bitset_value_builder_impl() { return initialValue; }

template <unsigned long long initialValue, typename First, typename ... Args>
constexpr unsigned long long bitset_value_builder_impl(First &&first, Args &&...args) {
    return first ? 
        bitset_value_builder_impl< (initialValue | (1UL<<sizeof...(args)) ), Args...>(std::forward<Args>(args)...) :
        bitset_value_builder_impl< (initialValue & ~(1UL<<sizeof...(args)) ), Args...>(std::forward<Args>(args)...);
}

template <typename First, typename ... Args>
constexpr unsigned long long bitset_value_builder(First &&first, Args &&...args) {   
    return bitset_value_builder_impl<0, First, Args...>(std::forward<First>(first), std::forward<Args>(args)...);
}

int main()
{
    bool canwalk=true;
    bool cantalk=false;
    bool caneat=false;    
    std::bitset<3> bits{bitset_value_builder(canwalk, cantalk, caneat)};
    std::cout << bits << std::endl; //100
}

Answer 3

以 Shivendra Agarwal 为例，但使用接收 unsigned long long 的构造函数，我提出以下可变参数模板函数（更通用）

template <typename ... Args>
unsigned long long getULL (Args ... as)
 {
   using unused = int[];

   unsigned long long ret { 0ULL };

   (void) unused { 0, (ret <<= 1, ret |= (as ? 1ULL : 0ULL), 0)... };

   return ret;
 }

允许 foo 的初始化如下

std::bitset<3> foo{ getULL(canwalk, cantalk, caneat) };

这仅在 std::bitset 的维度不大于 unsigned long long 中的位数时有效（使用 3 肯定是安全的）。

以下是完整的工作示例

#include <bitset>
#include <iostream>

template <typename ... Args>
unsigned long long getULL (Args ... as)
 {
   using unused = int[];

   unsigned long long ret { 0ULL };

   (void) unused { 0, (ret <<= 1, ret |= (as ? 1ULL : 0ULL), 0)... };

   return ret;
 }

int main()
 {
   bool canwalk=true;
   bool cantalk=false;
   bool caneat=false;

   std::bitset<3> foo{ getULL(canwalk, cantalk, caneat) };

   std::cout << foo << std::endl;
 }

Answer 4

恕我直言，

类型的初始化

std::bitset<3> foo(canWalk, cantalk, caneat);

是危险的（容易出错），因为要求 std::bitset（示例中的 3）的模板参数对应于初始化的参数数量。

我建议创建一个 "make" 函数（遵循 std::pair()、std::tuple()、std::make_unique()、std::make_shared 的综合示例），其中类型并且参数的数量固定了 returned 类型。

所以我提出以下 makeBitSet() 函数，其中 return 一个 std::bitset<N> 其中 N 是参数的数量

template <typename ... Args>
std::bitset<sizeof...(Args)> makeBitSet (Args ... as)
 {
   using unused = bool[];

   std::bitset<sizeof...(Args)>  ret;

   std::size_t ui { ret.size() };

   (void) unused { true, (ret.set(--ui, as), true)... };

   return ret;
 }

函数可以如下使用

std::bitset<3> foo{ makeBitSet(canwalk, cantalk, caneat) };

而且（更好，恕我直言），使用 C++11 auto，

auto foo = makeBitSet(canwalk, cantalk, caneat);

观察到，从 C++14 开始，makeBitSet() 可以使用 returning auto 类型

template <typename ... Args>
auto makeBitSet (Args ... as)
 {
   // ...

避免烦人的 std::bitset<sizeof...(Args)> 冗余。

此外，从 C++17 开始，您可以使用模板折叠，并丢弃 unused 数组（以及相应的 using 声明），makeBitSet() 可以是简化为 [编辑：修改，以提高性能，遵循 Mooing Duck 的建议（谢谢！）]

template <typename ... Args>
auto makeBitSet (Args ... as)
 {
   std::bitset<sizeof...(Args)>  ret;

   std::size_t ui { ret.size() };

   ( ret.set(--ui, as), ... );

   return ret;
 }

以下是完整的 C++11 示例

#include <bitset>
#include <iostream>

template <typename ... Args>
std::bitset<sizeof...(Args)> makeBitSet (Args ... as)
 {
   using unused = bool[];

   std::bitset<sizeof...(Args)>  ret;

   std::size_t ui { ret.size() };

   (void) unused { true, (ret.set(--ui, as), true)... };

   return ret;
 }

int main()
 {
   bool canwalk { true  };
   bool cantalk { false };
   bool caneat  { false };

   auto foo = makeBitSet(canwalk, cantalk, caneat);

   std::cout << foo << std::endl;
 }

使用布尔值设置位集的最佳方法

best way to set a bitset with boolean values

c++

bitset

c++11