比特集参考

Question

从http://www.cplusplus.com/reference/stl/bitset/：

因为没有这样的小元素类型中最C++环境存在时，各个元件作为模仿bool元件特殊引用访问。

这个位参考的确切做法是什么？

我能想到的唯一方法就是使用静态数组char s，但每个实例都需要将其索引存储在数组中。由于每个参考实例的大小至少为size_t，这会破坏比特集合的紧凑性。此外，调整大小可能会很慢，并且位操作预计会很快。

Answer 1

我认为你混淆了两件事。

bitset类将比特存储在紧凑表示中，例如，在char阵列中，通常每char 8位（但是在“异国情调”平台上的YMMV）。

提供bitset::reference类以允许bitset类的用户对存储在bitset中的位具有参考类对象。

由于定期指针和引用不具有足够的粒度为指向存储在bitset（它们的最小粒度是char），例如类模仿了语义到假参考样左值操作上的基准的单一比特位。这是特别需要的，以允许operator[]返回的值“正常”作为左值工作（并且可能导致99％的“正常”使用）。在这种情况下，它可以被看作是“代理对象”。

此行为通过重载赋值运算符和转换为bool运算符来实现; bitset::reference类可能会封装对父对象的引用和引用位的偏移量（字节+位），这些操作符用于检索和存储该位的值。

--- --- EDIT

实际上，克++实现使得bitset::reference商店直接的指针，其中该字节被存储在存储器字，并且在这样的字的比特数量。然而，这只是一个提升其性能的实现细节。

顺便说一句，在图书馆来源，我发现了什么bitset::reference非常紧凑，但明确的解释是什么，它的作用：

/** 
    * This encapsulates the concept of a single bit. An instance of this 
    * class is a proxy for an actual bit; this way the individual bit 
    * operations are done as faster word-size bitwise instructions. 
    * 
    * Most users will never need to use this class directly; conversions 
    * to and from bool are automatic and should be transparent. Overloaded 
    * operators help to preserve the illusion. 
    * 
    * (On a typical system, this <em>bit %reference</em> is 64 
    * times the size of an actual bit. Ha.) 
    */ 

Answer 2

我没有看过STL源代码，但我希望Bitset引用包含一个指向实际位集的指针和一个size_t大小的位数。仅当您尝试获取对bitset元素的引用时才会创建引用。

正常使用位集是不太可能广泛使用引用（如果有的话），所以不应该有太多的性能问题。而且，它在概念上类似于char类型。一个字符通常是8位，但是要存储一个字符的'引用'需要一个指针，所以通常是32或64位。

Answer 3

我从来没有看的参考实现，但显然它必须通过引用知道它引用的位集，以及它负责改变的位的索引。然后它可以使用其余的bitsets接口来进行所需的更改。这可能非常有效。注意位集无法调整大小。

Answer 4

我不太清楚你在问什么，但我可以告诉你一种方法来访问一个字节中的单个位，这也许是位集合的作用。请注意，以下代码不是我自己的，并且是Microsoft规范（！）。

创建结构作为这样的：

struct Byte 
{ 
    bool bit1:1; 
    bool bit2:1; 
    bool bit3:1; 
    bool bit4:1; 
    bool bit5:1; 
    bool bit6:1; 
    bool bit7:1; 
    bool bit8:1; 
} 

在 '：1' 这个代码的一部分是位字段。它们定义了一个变量需要占用多少位，所以在这个结构中，每个占用1位的有8个bool。总之，'Byte'结构因此是1个字节大小。

现在如果你有数据，诸如炭的字节，则可以在一个字节对象如下存储这样的数据：

char a = 'a'; 
Byte oneByte; 
oneByte = *(Byte*)(&a); // Get the address of a (a pointer, basically), cast this 
          // char* pointer to a Byte*, 
          // then use the reference operator to store the data that 
          // this points to in the variable oneByte. 

现在您可以访问（并改变）通过访问的各个位oneByte的bool成员变量。为了重新存放在字符更改后的数据，你可以做如下：

char b; 
b = *(char*)(&oneByte); // Basically, this is the reverse of what you do to 
          // store the char in a Byte. 

我会尽力找到这个技术的来源，给予信贷，信贷到期。

此外，我不能完全确定这个答案是否对您有任何用处。我将你的问题解释为'如何访问单个位在内部处理？'。