爲什麼在一個std :: bitset實例中std :: bits交換不起作用？

Question

在下面的例子中，我期望交換位。相反，第二位會被覆蓋，但爲什麼以及如何實現預期的行爲？

#include <iostream> 
#include <string> 
#include <algorithm> 

using namespace std; 

int main() 
{ 
    bitset<2> test(string("10")); 
    cout << test; // Prints "10" 
    swap(test[0], test[1]); 
    cout << test; // Prints "11", why not "01"? 
} 

Answer 1

這是純粹的討厭。首先我們來看看互換的聲明：現在

template<class T> 
void swap(T &left, T &right); 

，operator[]()上bitset有兩個重載：

bool operator[](size_type _Pos) const; 
reference operator[](size_type _Pos); 

這裏reference是bitset::reference，在bitset嵌套類，有效地充當代理參考其中一個基礎位。它封裝的是bitset和bitset中的一個位置。由於swap的聲明，選擇了第二個過載，我們正在交換兩個bitset::reference。現在，這裏變得討厭。讓我們來看看一個典型的實現互換：

template class<T> swap(T &left, T &right) { 
    T temp = left; 
    left = right; 
    right = temp; 
} 

的問題是，left和right是一個bitset::reference兩個引用。它們具有相同的基礎數據（因爲它們是代理;同樣意味着兩者都指向相同的bitset！），它們只是封裝了bitset中的不同位置。因此，認爲它是這樣left是位置0在一些bitset和right是位置1在一些bitset和bitset是bitset是left相同！讓我們永遠把這個bitset稱爲BS（故意選擇）。

所以，

T temp = left; 

說temp是BS位置0。

left = right; 

套位置0中BS離開位置1（同時改變temp位置0！）

right = temp; 

套位置1右位置BS 0（只設爲位置1在BS！）。所以在這個混亂的結尾有0的位置是什麼位置1和位置1是不變的！現在，因爲位置0是LSB，位置1是MSB，所以「10」變成「11」。醜陋。

可以解決這個問題了template specialization：

namespace std { 
    template<> 
    void swap<bitset<2>::reference>(
     bitset<2>::reference &left, 
     bitset<2>::reference &right 
    ) { 
     bool temp = (bool)left; 
     left = (bool)right; 
     right = (bool)temp; 
    } 
} 

然後：

int main() { 
    bitset<2> test(string("10")); 
    cout << test; // Prints "10" 
    swap(test[0], test[1]); 
    cout << test; // Prints "01", hallelujah! 
} 

Answer 2

實際上，因爲test[i]返回一個bitset參考右值，我真的不知道如何swap可以編譯在這裏。我的編譯器（G ++ 4.3.3）告訴我：

test.cpp:12: error: no matching function for call to 
    'swap(std::bitset<2u>::reference, std::bitset<2u>::reference)' 
/usr/include/c++/4.3/bits/stl_move.h:80: note: candidates are: 
    void std::swap(_Tp&, _Tp&) [with _Tp = std::bitset<2u>::reference] 

Answer 3

有一個在C++來表示單個位無值類型，所以當你使用[]操作符來訪問一個bitset的元素，你得到的是一個代理對象作爲您請求的位的別名。分配給該代理對象將更改原始位集對象中的相應位值。

由於Victor's answer顯示，您的代碼不與GCC編譯。但讓我們假設編號爲swap的電話。你會得到的代碼相當於這樣的：

void swap(std::bitset<2>::reference& a, std::bitset<2>::reference& b) 
{ 
    std::bitset<2>::reference tmp = a; 
    a = b; 
    b = tmp; 
} 

的tmp聲明初始化與a變量，但這並不製造鑽頭的一個副本。相反，它使得代理對象的副本，所以tmp指在相同的bitset相同的比特是a指。下一行將b指定爲a，該位複製來自位置a的位值，並將其存儲在位位置b中。最後，將tmp分配到b。但請記住tmp仍然指的是a所指的位。閱讀tmp是一樣的閱讀a，所以你最終得到相同的效果，你會得到，如果swap只是兩行：

a = b; 
b = a; 

在你的代碼，a是0和b是1，所以這些兩個賦值語句，11正是我們期望看到的。