如何在 C++ 中实现位数组

Question

我正在尝试编写一个包含位数组（作为成员变量）的 C++ 模板类。位数组的大小在编译时是已知的，所以我真的很希望它是一个std::bitset，但我很难编写一个operator[] 函数来设置位.

例如，我希望我的班级以这样的方式开始：

template<size_t N>
class bitvector
{
public:
    bool operator[](size_t i) const { return bits[i]; }
    bool& operator[](size_t i) { return bits[i]; }
private:
    std::bitset<N> bits;
};

吸气剂工作正常。问题是std::bitset::operator[] setter 函数返回一个std::bitset::reference（不是bool&），它本身就是模板化的。我对模板不太熟悉，但以下尝试失败了：

template<size_t K>
std::bitset<K>::reference operator[](size_t i) { return bits[i]; }

出现以下错误need 'typename' before 'std::bitset<K>::reference' because 'std::bitset<K>' is a dependent scope。我尝试了一些谷歌搜索，但无济于事。

std::bitset 是适合此任务的工具吗？如果是这样，我该如何编写setter函数？如果没有，我可以用什么代替？ （我仍然希望它实际存储为位，std::vector<bool> 似乎不太正确，因为我希望在编译时严格固定数组大小）。

Answer 1

您可以只返回一个std::bitset<N>::reference，如下所示：

template<size_t N>
class bitvector
{
public:
    bool operator[](size_t i) const { return bits[i]; }
    typename std::bitset<N>::reference operator[](size_t i) { return bits[i]; }
private:
    std::bitset<N> bits;
};

不需要额外的template<size_t K>，因为您仍然可以访问原始模板参数 N，并且在任何情况下您都不希望 N 和您的 K 不同。

您需要在函数的返回类型之前加上typename 来告诉编译器::reference 是一个类型而不是一个值。

例如：

struct Foo{
   typedef int reference;
};

struct Bar{
    static int reference;
};

这里Foo::reference 是一个类型，但Bar::reference 是一个变量，如果在返回类型之前没有typename，编译器会报错，因为std::bitset<N>::reference 可能是一个变量。 （编译器应该有它需要的所有信息来确定它不是一个值，但出于某种原因它仍然是必需的）。