131 lines
3.3 KiB
C++
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C++
#pragma once
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#include <iostream>
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#include <vector>
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#include <stdexcept>
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namespace Lenyiin
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{
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class BitSet
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{
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private:
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// 计算某个位属于哪个块，并且在该块中的哪个位置
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std::pair<size_t, size_t> getPosition(size_t index) const
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{
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if (index >= _bitsize)
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{
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throw std::out_of_range("Index out of range");
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}
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// 确定映射在哪个 unsigned long 中
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size_t block = index / (sizeof(unsigned long) * 8);
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// 确定映射在 unsigned long 中的哪一位
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size_t offset = index % (sizeof(unsigned long) * 8);
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return {block, offset};
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}
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public:
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BitSet(size_t size)
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{
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_bits.resize(size / sizeof(unsigned long) * 8 + 1, 0);
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_bitsize = size;
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}
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// 置 1
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void set(size_t index)
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{
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auto [block, offset] = getPosition(index);
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// 左移右移这里的左右不是方向, 左移是向高位移, 右移是向低位移
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// C语言设计的bug, 历史遗留问题, 容易让人误导, 计算机技术发展百花齐放, 再融合统一
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_bits[block] |= (1UL << offset); // 第 pos 个位置 1
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}
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// 置 0
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void reset(size_t index)
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{
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auto [block, offset] = getPosition(index);
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_bits[block] &= ~(1UL << offset); // 第 pos 个位置 0
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}
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// 反转
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void flip(size_t index)
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{
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auto [block, offset] = getPosition(index);
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_bits[block] ^= (1UL << offset); // 使用位异或运算反转位
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}
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// 判断 x 在不在 (也就是说 x 映射的位置是否为 1)
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bool test(size_t index) const
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{
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auto [block, offset] = getPosition(index);
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// bool 0 就是 false, 非 0 就是 true
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return _bits[block] & (1UL << offset);
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}
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// 全部置 1
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void set()
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{
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for (auto &block : _bits)
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{
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block = ~0UL;
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}
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}
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// 全部置 0
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void reset()
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{
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for (auto &block : _bits)
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{
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|
block = 0;
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}
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|
}
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// 全部反转
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void flip()
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{
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for (auto &block : _bits)
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|
{
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|
block = ~block;
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|
}
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}
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// 获取位数
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size_t size() const
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{
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return _bitsize;
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}
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// 统计所有位中为 1 的个数
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size_t count() const
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{
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size_t cnt = 0;
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for (auto block : _bits)
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{
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cnt += __builtin_popcountl(block); // 使用 GCC 内置函数统计1的个数
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}
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return cnt;
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}
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// 打印内容（调试用途）
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void print()
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{
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for (size_t i = 0; i < _bitsize; i++)
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{
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std::cout << (test(i) ? '1' : '0');
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if ((i + 1) % 8 == 0)
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{
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std::cout << " ";
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}
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}
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std::cout << std::endl;
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}
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private:
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// int* _bits;
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std::vector<unsigned long> _bits;
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size_t _bitsize; // 映射存储的多少个数据
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};
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} |