C++：可扩展的数字类 - bitset <1> *或unsigned char *

Question

我正在计划创建一个数字类。目的是保存任意数量的数字，而不必担心会得到太多（如int或long）。但同时并不太多。例如：

如果我只有真正需要1-10的数据，我不需要int（4字节），short（2字节）或甚至char（1字节）。那么为什么分配这么多？ 如果我想要保存的数据需要非常大的数量（在这种情况下只有整数），像过去数十亿，我不能。 我的目标是创建一个数字类，可以像字符串一样处理这个问题，调整大小以适应数字。但在开始之前，我想知道..

bitset < 1>，bitset是一个模板类，它允许我在C++中缩小比特，非常有用，但效率高吗？，bitset < 1>会定义1比特，但是我想制作一系列它们吗？ C++可以分配一个最小字节，bitset < 1>分配一个字节并提供该字节的1位？如果是这样的话，我宁愿用unsigned char *创建我的数字类。

unsigned char或BYTE保存8个字节，0到256之间的任何内容只需要一个，多个需要两个，然后是3，它将在需要时以字节间隔而不是位间隔继续扩展。

你认为哪种效率更高？如果bitset实际分配了1位，那么这些位就是这样，但我有一种感觉，即使它不可能。实际上，在32位处理器上，32位分配是最有效的，因此我会一次使用4个字节，直到4字节（32位）为止，实际上可以更有效地分配字节。

基本上我的问题是，你有什么想法？我应该如何去执行这个操作，bitset < 1>，或unsigned char（或BYTE）？

Answer 1

除非您的目标架构是DigiComp-1，否则优化位是愚蠢的。读取单个位总是比读取整数慢 - 4位不比8的效率更高。

如果要将其作为十进制数存储，请使用无符号字符。这将是最有效的。

或者，您可以使用GMP。

Answer 2

bitset模板需要一个编译时const整数作为它的模板参数。当您必须在运行时确定最大位数时，这可能是一个缺点。另一件事是大多数编译器/库使用unsigned int或unsigned long long来存储这些位以便更快地访问内存。如果您的应用程序在内存有限的环境中运行，则应该创建一个类似bitset的新类或使用其他库。

Answer 3

虽然不会直接帮助您在巨型的数字运算，如果这种节省空间的是，那么你可能会发现我的NSTATE图书馆有用（升压许可证）你的目标：

http://hostilefork.com/nstate/

例如：如果你有一个值可以在0到2之间......那么只要你将这些数组存储在一个数组中，你就可以利用未使用的第四状态的“浪费”空间（3 ）打包更多的价值。在这种特殊情况下，您可以在32位字中获得20个三态，而不是每个三态2位获得的16个。