Datos interesantes del conjunto de bits de C++

Bitset es un contenedor en la biblioteca de plantillas estándar de C++ para tratar datos a nivel de bit. 

1. Un conjunto de bits almacena bits (elementos con solo dos valores posibles: 0 o 1). Sin embargo, podemos obtener la parte de una string proporcionando posiciones al constructor de conjuntos de bits (las posiciones son con respecto a la posición de la string de izquierda a derecha)

Ejemplo:

// C++ program to demonstrate that we can get part of a
// bit string in bitset.
#include <bitset>
#include <string>
#include <iostream>
 
int main()
{
  std::string bit_string = "110010";
  std::bitset<8> b1(bit_string);             // [0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0]
 
  // string from position 2 till end
  std::bitset<8> b2(bit_string, 2);      // [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0]
 
  // string from position 2 till next 3 positions
  std::bitset<8> b3(bit_string, 2, 3);   // [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]
   
  std::cout << b1 << '\n' << b2 << '\n' << b3 << '\n';
 
  return 0;
}

Producción:

00110010
00000010
00000001

2. Podemos construir un conjunto de bits usando los caracteres en std::basic_string _str. Se puede proporcionar una posición de inicio opcional _pos y una longitud _n, así como caracteres que indican valores alternativos para los bits activados (_uno) y desactivados (_cero). 

Sintaxis:

std::bitset b1(str, pos, n, zero, one);
str    : string used to initialize the bitset
pos    : a starting offset into str
n    : number of characters to use from str
zero    : alternate character for unset bits in str
one    : alternate characters for set bits in str 

• Si _pos > str.size(), este constructor lanza std::out_of_range.
• Si alguno de los caracteres examinados en _str no es cero ni uno, arroja std::invalid_argument.

// C++ program to demonstrate that we can construct bitset using
// alternate characters for set and unset bits.
#include <bitset>
#include <string>
#include <iostream>
 
int main()
{
    // string constructor using custom zero/one digits
    std::string alpha_bit_string = "aBaaBBaB";
    std::bitset<8> b1(alpha_bit_string, 0, alpha_bit_string.size(),
                    'a', 'B');         // [0,1,0,0,1,1,0,1]
 
    std::cout << b1 << '\n';
}

01001101

3. Construye un objeto de clase bitset, inicializando los N bits a valores que corresponden a los caracteres proporcionados en una string de caracteres estilo c de ceros y unos. Llama al constructor sin convertir la string en un tipo de string. También tiene dos parámetros opcionales, _Zero y _One, que indican qué carácter en _Str debe interpretarse como un bit 0 y un bit 1, respectivamente.

#include <bitset>
#include <iostream>
 
int main()
{
    // char* constructor using custom digits
    std::bitset<8> b1("XXXXYYYY", 8, 'X', 'Y'); // [0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]
    std::cout << b1 << '\n';
}

Producción:

00001111

Operaciones de conjunto de bits

1. std::bitset::to_string() 
Convierte el contenido del conjunto de bits en una string. Utiliza cero para representar bits con valor falso y uno para representar bits con valor verdadero. La string resultante contiene N caracteres con el primer carácter correspondiente al último bit (N-1th) y el último carácter correspondiente al primer bit. Además, podemos pasar los caracteres utilizados para imprimir valores verdaderos y falsos a través de los parámetros.

Ejemplo:

// C++ program to demonstrate that we can convert contents
// of bitset to a string.
#include <iostream>
#include <bitset>
 
int main()
{
    std::bitset<8> b(42);
    std::cout << b.to_string() << '\n'
              << b.to_string('*') << '\n'
              << b.to_string('O', 'X') << '\n';
}

Producción:

00101010
**1*1*1*
OOXOXOXO

2. std::bitset::to_ulong(): 
Convierte el contenido del conjunto de bits en un entero largo sin signo. El primer bit del conjunto de bits corresponde al dígito menos significativo del número y el último bit corresponde al dígito más significativo. La función lanza std::overflow_error si el valor no se puede representar en unsigned long.

Ejemplo:

// C++ program to demonstrate that we can get value of bitset
// as  unsigned long integer.
#include <iostream>
#include <bitset>
  
int main()
{
    std::bitset<5> b(5);
    std::cout << b.to_ulong() << '\n';
}

Producción:

5