`<bit>` 函式

發行項
07/05/2024

標頭 <bit> 包含下列非成員範本函式：

非成員函式	說明
`bit_cast`	將物件表示從某個類型重新解譯為另一個類型。
`bit_ceil`	尋找大於或等於值的兩個最小乘冪。
`bit_floor`	尋找大於值的兩個最大乘冪。
`bit_width`	尋找代表值所需的最小位數。
`countl_zero`	從最顯著位開始，計算設定為零的連續位數目。
`countl_one`	從最顯著位開始，計算設定為一個的連續位數目。
`countr_zero`	從最小有效位開始，計算設定為零的連續位數目。
`countr_one`	從最小有效位開始，計算設定為一個的連續位數目。
`has_single_bit`	檢查值是否只有一個位設定為一個。這與測試值是否為兩個乘冪相同。
`popcount`	計算設定為一個的位數目。
`rotl`	計算位左旋轉的結果。
`rotr`	計算位右旋轉的結果。

`bit_cast`

將類型 From 物件的位模式複製到類型的 To新物件。

template <class To, class From>
[[nodiscard]] constexpr To bit_cast(const From& from) noexcept;

參數

目標
輸出的類型。

從
所要轉換值的類型。

from
要進行轉換的值。

傳回值

To 類型的物件。

結果中的每個位都會比對中對應的位 from ，除非中有 To填補位，在此情況下，結果中的位未指定。

範例

#include <bit>
#include <iostream>

int main()
{
    float f = std::numeric_limits<float>::infinity();
    int i = std::bit_cast<int>(f);
    std::cout << "float f = " << std::hex << f
              << "\nstd::bit_cast<int>(f) = " << std::hex << i << '\n';
    return 0;
}

float f = inf
std::bit_cast<int>(f) = 7f800000

備註

低階程序代碼通常需要將某個型別的物件解譯為另一種類型。重新解譯的物件與原始物件具有相同的位表示法，但類型不同。

而不是使用reinterpret_cast、或 memcpy()bit_cast() ，是進行這些轉換的較佳方式。比較好，因為：

bit_cast() 是 constexpr
bit_cast() 需要類型是可簡單複製且大小相同的。這可防止您使用 reinterpret_cast memcpy 和遇到的潛在問題，因為它們可以用來不小心且不正確地轉換非簡單可複製的類型。此外， memcpy() 也可以用來不小心在大小不相同的類型之間複製。例如，雙精度浮點數（8 個字節）變成不帶正負號的 int（4 個字節），或以相反的方式。

此多載只有在下列情況下才會參與多載解析：

sizeof(To) == sizeof(From)
To 和 From 是 is_trivially_copyable。

只有在、及其子物件的型別為時To，From這個函式範本constexpr才會是：

不是等位或指標類型
不是成員類型的指標
非 volatile-qualified
沒有屬於參考類型的非靜態數據成員

`bit_ceil`

尋找大於或等於值的兩個最小乘冪。例如，假設 3為，會傳 4回。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr T bit_ceil(T value);

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

兩個大於或等於 value的最小乘冪。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    for (auto i = 0u; i < 6u; ++i) // bit_ceil() takes an unsigned integer type
    {
        auto nextClosestPowerOf2 = std::bit_ceil(i);
        std::cout << "\nbit_ceil(0b" << std::bitset<4>(i) << ") = "
                  << "0b" << std::bitset<4>(nextClosestPowerOf2);
    }
    return 0;
}

bit_ceil(0b0000) = 0b0001
bit_ceil(0b0001) = 0b0001
bit_ceil(0b0010) = 0b0010
bit_ceil(0b0011) = 0b0100
bit_ceil(0b0100) = 0b0100
bit_ceil(0b0101) = 0b1000

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`bit_floor`

尋找大於值的兩個最大乘冪。例如，假設 5為，會傳 4回。

template< class T >
[[nodiscard]] constexpr T bit_floor(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

兩 value個大於的最大乘冪。
如果 value 為零，則傳回零。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    for (auto i = 0u; i < 6u; ++i) // bit_floor() takes an unsigned integer type
    {
        auto previousPowerOf2 = std::bit_floor(i);
        std::cout << "\nbit_floor(0b" << std::bitset<4>(i) << ") = 0b"
                  << std::bitset<4>(previousPowerOf2);
    }
    return 0;
}

bit_floor(0b0000) = 0b0000
bit_floor(0b0001) = 0b0001
bit_floor(0b0010) = 0b0010
bit_floor(0b0011) = 0b0010
bit_floor(0b0100) = 0b0100
bit_floor(0b0101) = 0b0100

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`bit_width`

尋找代表值所需的最小位數。

例如，假設有 5 （0b101），會傳回 3，因為它需要 3 個二進位來表示值 5。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr T bit_width(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

表示 value所需的位數。
如果 value 為零，則傳回零。

範例

#include <bit>
#include <iostream>

int main()
{
    for (unsigned i=0u; i <= 8u; ++i)
    {
        std::cout << "\nbit_width(" << i << ") = "
                  << std::bit_width(i);
    }
    return 0;
}

bit_width(0) = 0
bit_width(1) = 1
bit_width(2) = 2
bit_width(3) = 2
bit_width(4) = 3
bit_width(5) = 3
bit_width(6) = 3
bit_width(7) = 3
bit_width(8) = 4

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`countl_zero`

從最顯著位開始，計算設定為零的連續位數目。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr int countl_zero(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

連續零位的數目，從最重要的位開始。
如果 value 為零，則為型 value別中的位數。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    for (unsigned char result = 0, i = 0; i < 9; i++)
    {
        std::cout << "\ncountl_zero(0b" << std::bitset<8>(result) << ") = " << std::countl_zero(result);
        result = result == 0 ? 1 : result * 2;
    }
    return 0;
}

countl_zero(0b00000000) = 8
countl_zero(0b00000001) = 7
countl_zero(0b00000010) = 6
countl_zero(0b00000100) = 5
countl_zero(0b00001000) = 4
countl_zero(0b00010000) = 3
countl_zero(0b00100000) = 2
countl_zero(0b01000000) = 1
countl_zero(0b10000000) = 0

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`countl_one`

從最顯著位開始，計算設定為一個的連續位數目。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr int countl_one(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

連續位數設定為一個，從最重要的位開始。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    unsigned char value = 0;
    for (unsigned char bit = 128; bit > 0; bit /= 2)
    {
        value |= bit;
        std::cout << "\ncountl_one(0b" << std::bitset<8>(value) << ") = "
                  << std::countl_one(value);
    }
    return 0;
}

countl_one(0b10000000) = 1
countl_one(0b11000000) = 2
countl_one(0b11100000) = 3
countl_one(0b11110000) = 4
countl_one(0b11111000) = 5
countl_one(0b11111100) = 6
countl_one(0b11111110) = 7
countl_one(0b11111111) = 8

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`countr_zero`

從最小有效位開始，計算設定為零的連續位數目。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr int countr_zero(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

連續零位的數目，從最小有效位開始。
如果 value 為零，則為型 value別中的位數。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    for (unsigned char result = 0, i = 0; i < 9; i++)
    {
        std::cout << "\ncountr_zero(0b" << std::bitset<8>(result) << ") = "
                  << std::countr_zero(result);
        result = result == 0 ? 1 : result * 2;
    }
    return 0;
}

countr_zero(0b00000000) = 8
countr_zero(0b00000001) = 0
countr_zero(0b00000010) = 1
countr_zero(0b00000100) = 2
countr_zero(0b00001000) = 3
countr_zero(0b00010000) = 4
countr_zero(0b00100000) = 5
countr_zero(0b01000000) = 6
countr_zero(0b10000000) = 7

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`countr_one`

從最小有效位開始，計算設定為一個的連續位數目。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr int countr_one(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

從最小有效位開始，連續位數設定為一個。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    unsigned char value = 0;
    for (int bit = 1; bit <= 128; bit *= 2)
    {
        value |= bit;
        std::cout << "\ncountr_one(0b" << std::bitset<8>(value) << ") = "
                  << std::countr_one(value);
    }
    return 0;
}

countr_one(0b00000001) = 1
countr_one(0b00000011) = 2
countr_one(0b00000111) = 3
countr_one(0b00001111) = 4
countr_one(0b00011111) = 5
countr_one(0b00111111) = 6
countr_one(0b01111111) = 7
countr_one(0b11111111) = 8

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`has_single_bit`

檢查值是否只有一個位已設定。這與測試值是否為兩個乘冪相同。

template <class T>
[[nodiscard]] constexpr bool has_single_bit(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

true 如果 value 只設定了一個位，這也表示 value 是兩個的乘冪。否則為 false。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>
#include <iomanip>

int main()
{
    for (auto i = 0u; i < 10u; ++i)
    {
        std::cout << "has_single_bit(0b" << std::bitset<4>(i) << ") = "
                  << std::boolalpha << std::has_single_bit(i) << '\n';
    }
    return 0;
}

has_single_bit(0b0000) = false
has_single_bit(0b0001) = true
has_single_bit(0b0010) = true
has_single_bit(0b0011) = false
has_single_bit(0b0100) = true
has_single_bit(0b0101) = false
has_single_bit(0b0110) = false
has_single_bit(0b0111) = false
has_single_bit(0b1000) = true
has_single_bit(0b1001) = false

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`popcount`

計算未帶正負號整數值中設定為一個位的數目。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr int popcount(T value) noexcept;

參數

value
要測試的不帶正負號整數值。

傳回值

中的數位位設定為一個 value。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
   for (unsigned char value = 0; value < 16; value++)
    {
        std::cout << "\npopcount(0b" << std::bitset<4>(value) << ") = "
                  << std::popcount(value);
    }
    return 0;
}

popcount(0b0000) = 0
popcount(0b0001) = 1
popcount(0b0010) = 1
popcount(0b0011) = 2
popcount(0b0100) = 1
popcount(0b0101) = 2
popcount(0b0110) = 2
popcount(0b0111) = 3
popcount(0b1000) = 1
popcount(0b1001) = 2
popcount(0b1010) = 2
popcount(0b1011) = 3
popcount(0b1100) = 2
popcount(0b1101) = 3
popcount(0b1110) = 3
popcount(0b1111) = 4

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`rotl`

旋轉不帶正負號整數值的位，以離開指定的次數。最左邊位「掉落」的位會旋轉到最右邊的位。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr T rotl(T value, int s) noexcept;

參數

value
要旋轉的不帶正負號整數值。

s
要執行的左旋轉數目。

傳回值

向左旋轉 value 的結果， s 時間。
如果 s 為零，則傳 value回。
如果 s 為負數，則為 rotr(value, -s)。最右邊位「掉下來」的位會旋轉到最左邊的位。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    unsigned char bits = 1;
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
    {
        std::cout << "rotl(0b" << std::bitset<8>(bits) << ", 1) = ";
        bits = std::rotl(bits, 1);
        std::cout << "0b" << std::bitset<8>(bits) << '\n';
    }
    std::cout << "rotl(0b" << std::bitset<8>(bits) << ",-1) = ";
    bits = std::rotl(bits, -1);
    std::cout << "0b" << std::bitset<8>(bits);
    return 0;
}

rotl(0b00000001, 1) = 0b00000010
rotl(0b00000010, 1) = 0b00000100
rotl(0b00000100, 1) = 0b00001000
rotl(0b00001000, 1) = 0b00010000
rotl(0b00010000, 1) = 0b00100000
rotl(0b00100000, 1) = 0b01000000
rotl(0b01000000, 1) = 0b10000000
rotl(0b10000000, 1) = 0b00000001
rotl(0b00000001,-1) = 0b10000000

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

`rotr`

旋轉指定次數右邊的 value 位。最右邊位「掉下來」的位會旋轉回最左邊的位。

template<class T>
[[nodiscard]] constexpr T rotr(T value, int s) noexcept;

參數

value
要旋轉的不帶正負號整數值。

s
要執行的右旋轉數目。

傳回值

向右s旋轉value時間的結果。
如果 s 為零，則傳 value回。
如果 s 為負數，則為 rotl(value, -s)。最左邊位「掉下來」的位會旋轉回最右邊的位。

範例

#include <bit>
#include <bitset>
#include <iostream>

int main()
{
    unsigned char bits = 128;
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
    {
        std::cout << "rotr(0b" << std::bitset<8>(bits) << ", 1) = ";
        bits = std::rotr(bits, 1);
        std::cout << "0b" << std::bitset<8>(bits) << '\n';
    }
    std::cout << "rotr(0b" << std::bitset<8>(bits) << ",-1) = ";
    bits = std::rotr(bits, -1);
    std::cout << "0b" << std::bitset<8>(bits);
    return 0;
}

rotr(0b10000000, 1) = 0b01000000
rotr(0b01000000, 1) = 0b00100000
rotr(0b00100000, 1) = 0b00010000
rotr(0b00010000, 1) = 0b00001000
rotr(0b00001000, 1) = 0b00000100
rotr(0b00000100, 1) = 0b00000010
rotr(0b00000010, 1) = 0b00000001
rotr(0b00000001, 1) = 0b10000000
rotr(0b10000000,-1) = 0b00000001

備註

如果 T 是無符號整數類型，則此範本函式只會參與多載解析。例如： unsigned int、 unsigned long、 unsigned short、 unsigned char等。

需求

標頭： <bit>

命名空間：std

/std:c++20 或更新版本為必要專案。

另請參閱

<bit>

共用方式為

<bit> 函式

bit_cast

參數

傳回值

範例

備註

bit_ceil

參數

傳回值

範例

備註

bit_floor

參數

傳回值

範例

備註

bit_width

參數

傳回值

範例

備註

countl_zero

參數

傳回值

範例

備註

countl_one

參數

傳回值

範例

備註

countr_zero

參數

傳回值

範例

備註

countr_one

參數

傳回值

範例

備註

has_single_bit

參數

傳回值

範例

備註

popcount

參數

傳回值

範例

備註

rotl

參數

傳回值

範例

備註

rotr

參數

傳回值

範例

備註

需求

另請參閱

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其他資源

`<bit>` 函式

`bit_cast`

`bit_ceil`

`bit_floor`

`bit_width`

`countl_zero`

`countl_one`

`countr_zero`

`countr_one`

`has_single_bit`

`popcount`

`rotl`

`rotr`