为什么在一个std :: bitset实例中std :: bits交换不起作用？

Question

在下面的例子中，我期望交换位。相反，第二位会被覆盖，但为什么以及如何实现预期的行为？

#include <iostream> 
#include <string> 
#include <algorithm> 

using namespace std; 

int main() 
{ 
    bitset<2> test(string("10")); 
    cout << test; // Prints "10" 
    swap(test[0], test[1]); 
    cout << test; // Prints "11", why not "01"? 
} 

Answer 1

这是纯粹的讨厌。首先我们来看看互换的声明：现在

template<class T> 
void swap(T &left, T &right); 

，operator[]()上bitset有两个重载：

bool operator[](size_type _Pos) const; 
reference operator[](size_type _Pos); 

这里reference是bitset::reference，在bitset嵌套类，有效地充当代理参考其中一个基础位。它封装的是bitset和bitset中的一个位置。由于swap的声明，选择了第二个过载，我们正在交换两个bitset::reference。现在，这里变得讨厌。让我们来看看一个典型的实现互换：

template class<T> swap(T &left, T &right) { 
    T temp = left; 
    left = right; 
    right = temp; 
} 

的问题是，left和right是一个bitset::reference两个引用。它们具有相同的基础数据（因为它们是代理;同样意味着两者都指向相同的bitset！），它们只是封装了bitset中的不同位置。因此，认为它是这样left是位置0在一些bitset和right是位置1在一些bitset和bitset是bitset是left相同！让我们永远把这个bitset称为BS（故意选择）。

所以，

T temp = left; 

说temp是BS位置0。

left = right; 

套位置0中BS离开位置1（同时改变temp位置0！）

right = temp; 

套位置1右位置BS 0（只设为位置1在BS！）。所以在这个混乱的结尾有0的位置是什么位置1和位置1是不变的！现在，因为位置0是LSB，位置1是MSB，所以“10”变成“11”。丑陋。

可以解决这个问题了template specialization：

namespace std { 
    template<> 
    void swap<bitset<2>::reference>(
     bitset<2>::reference &left, 
     bitset<2>::reference &right 
    ) { 
     bool temp = (bool)left; 
     left = (bool)right; 
     right = (bool)temp; 
    } 
} 

然后：

int main() { 
    bitset<2> test(string("10")); 
    cout << test; // Prints "10" 
    swap(test[0], test[1]); 
    cout << test; // Prints "01", hallelujah! 
} 

Answer 2

实际上，因为test[i]返回一个bitset参考右值，我真的不知道如何swap可以编译在这里。我的编译器（G ++ 4.3.3）告诉我：

test.cpp:12: error: no matching function for call to 
    'swap(std::bitset<2u>::reference, std::bitset<2u>::reference)' 
/usr/include/c++/4.3/bits/stl_move.h:80: note: candidates are: 
    void std::swap(_Tp&, _Tp&) [with _Tp = std::bitset<2u>::reference] 

Answer 3

有一个在C++来表示单个位无值类型，所以当你使用[]操作符来访问一个bitset的元素，你得到的是一个代理对象作为您请求的位的别名。分配给该代理对象将更改原始位集对象中的相应位值。

由于Victor's answer显示，您的代码不与GCC编译。但让我们假设编号为swap的电话。你会得到的代码相当于这样的：

void swap(std::bitset<2>::reference& a, std::bitset<2>::reference& b) 
{ 
    std::bitset<2>::reference tmp = a; 
    a = b; 
    b = tmp; 
} 

的tmp声明初始化与a变量，但这并不制造钻头的一个副本。相反，它使得代理对象的副本，所以tmp指在相同的bitset相同的比特是a指。下一行将b指定为a，该位复制来自位置a的位值，并将其存储在位位置b中。最后，将tmp分配到b。但请记住tmp仍然指的是a所指的位。阅读tmp是一样的阅读a，所以你最终得到相同的效果，你会得到，如果swap只是两行：

a = b; 
b = a; 

在你的代码，a是0和b是1，所以这些两个赋值语句，11正是我们期望看到的。