C++位图数据结构实现详解

#include 
#include 
#include 

class Bitmap {
private:
    std::vector data;
    size_t num_bits;

    // 获取字节索引
    size_t byte_index(size_t bit) const {
        return bit / 8;
    }

    // 获取位在字节中的偏移
    size_t bit_offset(size_t bit) const {
        return bit % 8;
    }

public:
    explicit Bitmap(size_t n) : num_bits(n) {
        data.resize((n + 7) / 8, 0);  // 每个字节8位，向上取整
    }

    // 设置某一位为1
    void set(size_t bit) {
        assert(bit < num_bits);
        size_t byte_idx = byte_index(bit);
        size_t offset = bit_offset(bit);
        data[byte_idx] |= (1 << offset);
    }

    // 清除某一位为0
    void reset(size_t bit) {
        assert(bit < num_bits);
        size_t byte_idx = byte_index(bit);
        size_t offset = bit_offset(bit);
        data[byte_idx] &= ~(1 << offset);
    }

    // 查询某一位是否为1
    bool test(size_t bit) const {
        assert(bit < num_bits);
        size_t byte_idx = byte_index(bit);
        size_t offset = bit_offset(bit);
        return (data[byte_idx] >> offset) & 1;
    }

    // 清空所有位
    void clear() {
        std::fill(data.begin(), data.end(), 0);
    }
};

int main() {
    Bitmap bm(100);  // 支持0~99

    bm.set(10);
    bm.set(20);
    bm.set(99);

    std::cout << "bit 10: " << bm.test(10) << "\n";  // 输出 1
    std::cout << "bit 15: " << bm.test(15) << "\n";  // 输出 0
    std::cout << "bit 99: " << bm.test(99) << "\n";  // 输出 1

    bm.reset(99);
    std::cout << "bit 99 after reset: " << bm.test(99) << "\n";  // 输出 0

    return 0;
}

#include 
#include 

std::bitset<100> bs;
bs.set(10);
bs.set(20);
std::cout << bs.test(10);  // 输出 true