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C++位数组:高效的位运算实现方式
2023-07-06 17:45:58 深夜i     --     --
C++ 位数组 高效 位运算 实现方式

C++中的位数组是一种高效的位运算实现方式,它可以用于很多场合,比如压缩、图形学等。

位数组是一个由0和1组成的二进制序列,使用一个字节表示8个位,也就是说,每个字节可以存储8个二进制数。在C++中,可以使用unsigned char类型来实现位数组。

位数组可以进行位运算,比如与、或、异或等运算,这些运算都可以转换为位操作。例如,以下是一个将两个位数组进行与运算的示例代码:


const int LENGTH = 1000;

unsigned char bitArray1[LENGTH] = {0};

unsigned char bitArray2[LENGTH] = {0};

// 将第一个位数组的第1和第2位置1

bitArray1[0] |= (1 << 1);

bitArray1[0] |= (1 << 2);

// 将第二个位数组的第2和第3位置1

bitArray2[0] |= (1 << 2);

bitArray2[0] |= (1 << 3);

// 进行位与运算,结果存放在bitArray1中

for (int i = 0; i < LENGTH; ++i) {

  bitArray1[i] &= bitArray2[i];

}

在上述示例代码中,通过将位数组中的某一位设置为1,就可以进行位与运算,通过遍历数组中的每个字节,实现位与运算。

除此之外,位数组还可以用于压缩数据,这是因为一个字节可以存储8个二进制数,如果将多个字节存储在位数组中,就可以节省内存空间。例如,以下是一个将多个无符号整数压缩到位数组中的示例代码:


const int LENGTH = 1000;

unsigned char bitArray[LENGTH] = {0};

// 将四个无符号整数存储到位数组中

unsigned int num1 = 10;

unsigned int num2 = 100;

unsigned int num3 = 200;

unsigned int num4 = 300;

int index = 0;

bitArray[index++] |= (num1 >> 0) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num1 >> 8) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num1 >> 16) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num1 >> 24) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num2 >> 0) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num2 >> 8) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num2 >> 16) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num2 >> 24) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num3 >> 0) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num3 >> 8) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num3 >> 16) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num3 >> 24) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num4 >> 0) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num4 >> 8) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num4 >> 16) & 0xff;

bitArray[index++] |= (num4 >> 24) & 0xff;

// 从位数组中读取压缩后的数据

unsigned int readNum1 = 0;

unsigned int readNum2 = 0;

unsigned int readNum3 = 0;

unsigned int readNum4 = 0;

index = 0;

readNum1 |= bitArray[index++] << 0;

readNum1 |= bitArray[index++] << 8;

readNum1 |= bitArray[index++] << 16;

readNum1 |= bitArray[index++] << 24;

readNum2 |= bitArray[index++] << 0;

readNum2 |= bitArray[index++] << 8;

readNum2 |= bitArray[index++] << 16;

readNum2 |= bitArray[index++] << 24;

readNum3 |= bitArray[index++] << 0;

readNum3 |= bitArray[index++] << 8;

readNum3 |= bitArray[index++] << 16;

readNum3 |= bitArray[index++] << 24;

readNum4 |= bitArray[index++] << 0;

readNum4 |= bitArray[index++] << 8;

readNum4 |= bitArray[index++] << 16;

readNum4 |= bitArray[index++] << 24;

在上述示例代码中,将四个无符号整数存储到位数组中,使用移位运算和与运算实现按照字节存储数据;然后,从位数组中读取数据,使用移位运算和或运算实现将多个字节合并成一个整数。

总之,C++中的位数组是一种高效的位运算实现方式,可以用于压缩、图形学等领域,代码相对简单易懂,具有很高的实用价值。

  
  

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