C ++中的位数组

Question

在使用Project Euler问题时，我经常需要大型（> 10 ** 7）位数组。

我的正常方法是：

bool* sieve = new bool[N];

bool sieve[N];

当N = 1,000,000时，我的程序使用1兆字节（8 * 1,000,000位）。

在c ++中使用存储位数组是否比bool更有效？

Answer 1

使用std::bitset （如果N是常量），否则使用std::vector<bool>就像其他人提到的那样（但不要忘记阅读Herb Sutter的这篇优秀文章 ）

bitset是一个特殊的容器类，用于存储位（只有两个可能值的元素：0或1，true或false，......）。

该类与常规数组非常相似， 但优化空间分配 ：每个元素只占一位（比C ++中最小的元素类型小八倍：char）。

编辑 ：

Herb Sutter（在那篇文章中）提到了这一点

std :: vector <bool>不合格的原因是它为了优化空间而在底层提取技巧：而不是为每个bool [1]存储一个完整的char或int（占用至少8倍的空间） ，在具有8位字符的平台上）， 它打包bool并将它们作为单独的位 （内部，比如，字符）存储在其内部表示中。

std :: vector <bool>通过将其包含在标准中来强制对所有用户进行特定优化。 这不是一个好主意; 不同的用户有不同的要求，现在所有向量用户都必须支付性能损失，即使他们不想要或不需要节省空间。

编辑2 ：

如果你使用过Boost，你可以使用boost::dynamic_bitset （如果N在运行时已知）

Answer 2

无论好坏， std::vector<bool>将使用位而不是bool，以节省空间。 所以只需使用std::vector就像你应该在第一时间一样。

如果N是常量 ，则可以使用std::bitset 。

Answer 3

你可以查找std::bitset和std::vector<bool> 。 后者通常被推荐反对，因为尽管名称中的vector ，它实际上并不像任何其他类型的对象的矢量，并且实际上不满足一般容器的要求。 尽管如此，它可能非常有用。

OTOH，没有任何东西（至少可靠地）以不到100万比特存储100万个bool值。 它根本无法确定。 如果你的位集包含一定程度的冗余，那么有各种压缩方案可能是有效的（例如，LZ *，霍夫曼，算术），但是如果不了解内容，就不可能说它们是肯定的。 但是，这些中的任何一个通常都会将每个bool / bit存储在一个存储位中（加上一点点用于簿记的开销 - 但这通常是一个常量，并且最多为字节到几十个字节）。

Answer 4

仅使用1位不存储'bool'类型。 根据你对大小的评论，似乎每个bool使用1个整个字节。

AC喜欢这样做的方式是：

uint8_t sieve[N/8]; //array of N/8 bytes

然后逻辑OR字节一起得到你所有的位：

sieve[0] = 0x01 | 0x02; //this would turn on the first two bits

在该示例中，0x01和0x02是表示字节的十六进制数字。

Answer 5

是的，你可以使用bitset 。

Answer 6

您可能有兴趣尝试BITSCAN库作为替代方案。 最近有一个扩展已被提议用于稀疏性，我不确定是你的情况，但可能是。

Answer 7

试试std :: bitset

Answer 8

您可以使用字节数组和索引。 索引n将在字节索引n/8 ，位＃ n%8 。 （如果由于某种原因std :: bitset不可用）。

Answer 9

如果在编译时已知N，则使用std :: bitset ，否则使用boost :: dynamic_bitset 。

Answer 10

仅使用1位不存储'bool'类型。 根据你对大小的评论，似乎每个bool使用1个整个字节。

AC喜欢这样做的方式是：

uint8_t sieve[N/8]; //array of N/8 bytes

数组的元素是：

result = sieve[index / 8] || (1 << (index % 8)); 

要么

result = sieve[index >> 3] || (1 << (index & 7));

在数组中设置1：

sieve[index >> 3] |= 1 << (index & 7);