Question

在下面的例子中，我期望比特的交换。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

这是非常讨厌的。首先，我们必须查看交换声明：

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

现在，operator[]()上的bitset有两个重载：

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

此处reference是bitset::reference，bitset中的嵌套类，有效地充当对其中一个底层位的代理引用。它封装的内容是bitset和bitset中的位置。由于swap的声明，选择了第二个重载，我们正在交换两个bitset::reference。现在这里变得讨厌。我们来看看swap的典型实现：

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

问题是left和right都是对bitset::reference的引用。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，请将其视为left在某些bitset中的位置0，right在某些bitset中的位置1，bitset是相同的bitset left 1}}为bitset！我们永远将此BS称为T temp = left;（故意选择）。

所以，

temp

表示BS位于left = right;中的位置0。

BS

将位置0左侧设置为temp中的位置1（同时更改right = temp;中的位置0！）

BS

将位置1设置为BS中的位置0（刚刚设置为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; } }中的位置1！）。因此，在这个混乱结束时，位置0是1位置，位置1不变！现在，因为位置0是LSB而位置1是MSB，所以“10”变为“11”。难看。

您可以使用template specialization：

解决此问题

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

然后：

{{1}}

Answer 2

实际上，由于test[i]返回一个bitset引用rvalue，我真的不明白swap如何在这里编译。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

C ++中没有值类型来表示单个位，因此当您使用[]运算符访问位集的元素时，您得到的是一个代理对象作为您请求的位的别名。分配给该代理对象会更改原始位集对象中的相应位值。

如Victor's answer所示，您的代码无法使用GCC进行编译。但是我们假设对swap的调用会编译。你会得到类似这样的代码：

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

tmp声明使用a初始化变量，但这不会复制该位。相反，它会复制代理对象，因此tmp 将引用到a引用的同一位集中的相同位。下一行将b分配给a，a复制位置b所指的位值，并将其存储在tmp所指的位位置。最后，将b分配到tmp。但请记住，a仍然指的是tmp所指的位。阅读a与阅读swap相同，所以如果a = b; b = a;只是这两行，你最终会得到同样的效果：

在您的代码中，b为0且{{1}}为1，因此使用这两个赋值语句，11就是我们期望看到的内容。

为什么std :: bitset实例中的std :: swap of Bits不起作用？

3 个答案: