在編譯時初始化非常大的 C++ std::bitset

Question

我想存儲 2^{個 16}位的 static 常量位集，其中 1 和 0 的特定序列永遠不會改變。

我想過使用這篇文章提出的初始化字符串：

std::bitset<1<<16> myBitset("101100101000110 ... "); // the ellipsis are replaced by the actual 65536-character sequence

但是編譯器（VS2013）給了我“字符串太長”的錯誤。

更新

我嘗試按照上面鏈接的帖子中的建議將字符串拆分成更小的塊，如下所示：

std::bitset<1<<16> myBitset("100101 ..."
                            "011001 ..."
                            ...
                            );

但我收到錯誤C1091: compiler limit: string exceeded 65535 bytes in length 。 我的字符串是 65536 字節（技術上是 65537，帶有 EOS 字符）。

我還有哪些其他選擇？

更新

感謝luk32 ，這是我最終得到的漂亮代碼：

const std::bitset<1<<16> bs = (std::bitset<1<<16>("101011...")
    << 7* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("110011...")
    << 6* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("101111...")
    << 5* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("110110...")
    << 4* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("011011...")
    << 3* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("111011...")
    << 2* (1<<13)) | (std::bitset<1<<16>("111001...")
    << 1* (1<<13)) | std::bitset<1<<16>("1100111...");

Answer 1

您並沒有真正拆分文字。 無論如何，它都會被連接起來進行編譯。 您受到編譯器的限制。 我認為沒有辦法在 MSVC 中增加這個限制。

您可以將其拆分為兩個文字，初始化兩個位集，移動第一部分並與另一部分進行OR 。

就像是：

#include <iostream>
#include <string>
#include <bitset>

 
using namespace std;
int main()
{
    std::bitset<8> dest("0110");
    std::bitset<8> lowBits("1001");

    dest <<= dest.size()/2;
    dest |= lowBits;
    std::cout << dest << '\n';
}

如果您查看-02處的 clang 編譯器 output ，它會優化為加載105 ，即01101001 。

我的測試表明，如果你將8換成1<<16 ，它使用 SSE，所以它應該是相當安全的賭注。 它沒有像8或16那樣丟棄文字，因此可能會有一些運行時開銷，但我不確定您是否可以做得更好。

編輯：

我做了更多測試，這是我的游樂場：

#include <iostream>
#include <string>
#include <bitset>
 

using namespace std;
int main()
{
    //static const std::bitset<16> set1( "01100110011001100110011001100110");
    static const std::bitset<16> set2(0b01100110011001100110011001100110);

    static const std::bitset<16> high(0b01100110);
    static const std::bitset<16> low (0b01100110);
    static const std::bitset<16> set3 = (high << 8) | low;
    std::cout << (set3 == set2) << '\n';
}

除了 clang 之外，我無法在任何編譯器上對const char*構造函數進行編譯時優化，並且最多可以使用 14 個字符。 如果您從unsigned long long初始化一堆bitset並移位並將它們組合在一起，則似乎有一些 promise ：

static const std::bitset<128> high(0b0110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110);
static const std::bitset<128> low (0b1001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011001);
static const std::bitset<128> set3 = (high << high.size()/2) | low;
std::cout << set3 << '\n';

這使得編譯器堅持二進制數據存儲。 如果可以使用帶有constexpr的較新編譯器，我認為可以將其聲明為從ull構造的bitset數組，並通過constexpr function 將它們連接起來並綁定到constexpr const變量，這應該可以確保最佳優化. 編譯器仍然可以 go 對你不利，但沒有理由。 也許即使沒有constexpr它也會生成非常優化的代碼。

Answer 2

您可以考慮完全跳過編譯，並且簡單地：

• 將數據組裝成 object 文件（段.rodata ），為其導出符號及其大小。
• 在.h文件中將這些符號聲明為extern const 。
• 使用這些符號並將您的程序鏈接到此 object 文件。

我沒有方便的 MASM32 來編寫一個實際有效的完整答案，但我經常將這種技術與 GAS 和 LD 一起使用，它可以解決很多問題。 （按需加載，其他單獨數據文件的安全描述符，極快的編譯時間......）

請注意，這就是 VS 資源編譯器所做的，簡而言之......所以您可以將數據作為資源包含並獲取指向它的指針。

Answer 3

不可能有這樣的static std::bitset因為：

• 接收const char*的構造函數不支持constexpr
• VS 2013 非常舊， 甚至不支持constexpr 。 它僅支持部分 C++11

---

如果允許在運行時構造，則只需將字符串文字拆分為多個小於 2048 個字符的較小字符，以防總長度小於 65536：

ANSI 兼容性要求編譯器在連接后接受最多 509 個字符串文字。 Microsoft C 中允許的字符串文字的最大長度約為 2,048 字節。 但是，如果字符串文字由用雙引號括起來的部分組成，則預處理器會將這些部分連接成一個字符串，並且對於連接的每一行，它會在總字節數中添加一個額外的字節。

[...]

雖然單個帶引號的字符串不能超過 2048 字節，但可以通過連接字符串來構造大約 65535 字節的字符串文字。

https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/c-language/maximum-string-length?view=msvc-160

如前所述，較長的字符串必須手動連接。 這里

const int LENGTH = 1 << 16;
std::bitset<LENGTH> myBitset(
    "100101 ..."  // 2ᴺ bits
    "011001 ..."  // 2ᴺ bits
    ...
    "001011 ...", // must be one shorter than the previous lines: 2ᴺ⁻¹ bits
    LENGTH - 1    // size
);
myBitset[LENGTH - 1] = 1; // set the final bit

或者，只需使用數組而不是字符串文字：

static const char BITSET[LENGTH] = {
    '1', '0', '0', '1',...
    ...
    '0', '1', '0', '0'
};
std::bitset<LENGTH> myBitset(BITSET, sizeof(BITSET));