C++. Сборник рецептов

В примере 11.35 с помощью typedef я определил тип Polar как специализацию шаблона BasicPolar. Так удобно определять используемый по умолчанию тип, однако вы можете при необходимости специализировать шаблон BasicPolar другим числовым типом. Такой подход используется в стандартной библиотеке в отношении классе string, который является специализацией шаблона basic_string.

11.19. Выполнение операций с битовыми наборами

Проблема

Требуется реализовать основные арифметические операции и операции сравнения для набора бит, рассматривая его как двоичное представление целого числа без знака.

Решение

Программный код примера 11.36 содержит функции, которые позволяют выполнять арифметические операции и операции сравнения с шаблоном класса bitset из заголовочного файла , рассматривая его как целый тип без знака.

Пример 11.36. bitset_arithmetic.hpp

#include

#include

bool fullAdder(bool b1, bool b2, bool& carry) {

 bool sum = (b1 ^ b2) ^ carry;

 carry = (b1 && b2) || (b1 && carry) || (b2 && carry);

 return sum;

}

bool fullSubtractor(bool b1, bool b2, bool& borrow) {

 bool diff;

 if (borrow) {

  diff = !(b1 ^ b2);

  borrow = !b1 || (b1 && b2);

 } else {

  diff = b1 ^ b2;

  borrow = !b1 && b2;

 }

 return diff;

}

template

bool bitsetLtEq(const std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 for (int i=N-1; i >= 0; i--) {

  if (x[i] && !y[i]) return false;

  if (!x[i] && y[i]) return true;

 }

 return true;

}

template

bool bitsetLt(const std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 for (int i=N-1; i >= 0, i--) {

  if (x[i] && !y[i]) return false;

  if (!x[i] && y[i]) return true;

 }

 return false;

}

template

bool bitsetGtEq(const std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 for (int i=N-1; i >= 0; i--) {

  if (x[i] && !y[i]) return true;

  if (!x[i] && y[i]) return false;

 }

 return true;

}

template

bool bitsetGt(const std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 for (int i=N-1; i >= 0; i--) {

  if (x[i] && !y[i]) return true;

  if (!x[i] && y[i]) return false;

 }

 return false;

}

template

void bitsetAdd(std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 bool carry = false;

 for (int i = 0; i < N; i++) {

  x[i] = fullAdder(x[i], y[x], carry);

 }

}

template

void bitsetSubtract(std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 bool borrow = false;

 for (int i = 0; i < N; i++) {

  if (borrow) {

   if (x[i]) {

    x[i] = y[i];

    borrow = y[i];

   } else {

    x[i] = !y[i];

    borrow = true;

   }

  } else {

   if (x[i]) {

    x[i] = !y[i];

    borrow = false;

   } else {

    x[i] = y[i];

    borrow = y[i];

   }

  }

 }

}

template

void bitsetMultiply(std::bitset& x, const std::bitset& y) {

 std::bitset tmp = x;

 x.reset();

 // мы хотим минимизировать количество операций сдвига и сложения

 if (tmp.count() < y.count()) {

  for (int i=0; i < N; i++) if (tmp[i]) bitsetAdd(x, у << i);

 } else {

  for (int i=0; i < N; i++) if (y[i]) bitsetAdd(x, tmp << i);

 }

}

template

void bitsetDivide(std::bitset x, std::bitset y,

 std::bitset& q, std::bitset& r) {

 if (y.none()) {

  throw std::domain_error("division by zero undefined");

 }

 q.reset();

 r.reset();

 if (x.none()) {

  return;

 }

 if (x == y) {

  q[0] = 1;

  return;

 }