为什么 std::bitset 只取 constexpr 值？答案

【问题标题】：Why does std::bitset only takes constexpr value?为什么 std::bitset 只取 constexpr 值？
【发布时间】：2020-06-13 19:36:49
【问题描述】：

我想在运行时决定 bitset 的大小。
但是std::bitset<N> 只接受 N 的 constexpr 值，甚至不接受 const 值。
这意味着必须在编译之前确定位集的大小。

我知道std::vector 为 bool 数组提供优化，
但它缺少我需要的那些有用的 bitset 成员。

问题 1：为什么 N 必须是 constexpr 值？
好吧，我猜那是因为 bitset 是模板，但是，这仍然是巨大的不便。
Bitset 可能是一个类，而不是一个模板。
它的构造函数可以将 size_t 作为参数，而不是我可以创建可变长度的位集。
std::array 也有同样的问题。
可能是std::array<type> foo(size, values)。

问题 2：是否有任何“黑客”可以让我创建可变长度的位集？
考虑到模板的工作原理，我很确定不会有任何内容。
但也许，有一些聪明的把戏:)
如果没有，我将不得不使用 std::vector<bool> 并自己实现 bitset 成员。

【问题讨论】：

github.com/p4lang/p4c/blob/master/lib/bitvec.h

标签： c++ templates std bitset variable-length-array

【解决方案1】：

Bitset 可能是一个类而不是一个模板。

它是有目的的，如果那不是你的，你只需要使用不同的东西。

如果你想存储单个位，这意味着你喜欢存储可变大小的bool，你可以简单地使用std::vector< bool >

如果没有，我将不得不使用 std::vector 并自己实现 bitset 成员。

位集是位的容器。那么你自己实现 bitset 是什么意思？

【讨论】：

我自己实现 bitset 是指 bitset 成员函数，如翻转、设置、重置、to_string 等。std::bitset 甚至支持按字符串或整数值初始化。 std::vector 没有，所以我必须自己制作。此外，“它是为某种目的而制造的”。好吧，至少让我知道那个目的是什么！历史原因？
“历史原因？”抓不住你的意思？你觉得模板是历史的吗？抱歉，不知道你的意图是什么……
好的。对我来说，如果它是一个类，bitset 会更有用。但事实并非如此。所以为什么？有逻辑或历史原因吗？或者也许没有理由并且将来可能会改变？无论如何，看起来你也不知道，因为你的回答更像是“好吧，就这么处理吧”。我会处理它，但是嘿，我只是好奇:)
@Ultim8_Clock 使用模板的一般想法是启用所有可能的优化，如果所有参数都是运行时则无法完成。因此，这里模板的目的是尽可能快地访问单个位。如果使用诸如具有运行时可变大小的容器类之类的东西会更舒服，但肯定会降低速度。我和你一样，对于运行时变体具有相同的编译时间常量位集接口会很好。

【解决方案2】：

为什么 N 必须是 constexpr 值？

你是对的。 std::bitset 和std::array 的大小都指定为模板参数，因此在运行时无法设置。

然而，过去曾有一些提议在 C++ 标准中引入动态数组。其中之一被称为std::dynarray。最终，它不会被引入标准，但您可以看到 here 对其生命周期的更详细描述。

是否有任何“黑客”可以让我创建可变长度的位集？

如果您有权访问 Boost 库，则可以使用其dynamic_bitset。

【讨论】：