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C++ Snippets

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bit_utils.hpp

#pragma once
#include <cstdint>
#include <type_traits>

namespace bit {

// 判断是否是 2 的幂
template<typename T>
inline bool is_power_of_two(T x) {
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "T must be integral");
    return x > 0 && (x & (x - 1)) == 0;
}

// 获取最低位的 1（lowbit）
template<typename T>
inline T lowbit(T x) {
    return x & -x;
}

// 清除最低位的 1
template<typename T>
inline T clear_lowbit(T x) {
    return x & (x - 1);
}

// 统计 1 的个数（popcount）
inline int popcount(uint32_t x) {
    return __builtin_popcount(x);
}
inline int popcount(uint64_t x) {
    return __builtin_popcountll(x);
}

// 获取最低位 1 的位置（从 0 开始）
inline int lowest_bit_index(uint32_t x) {
    return __builtin_ctz(x);
}
inline int lowest_bit_index(uint64_t x) {
    return __builtin_ctzll(x);
}

// 获取最高位 1 的位置（从 0 开始）
inline int highest_bit_index(uint32_t x) {
    return 31 - __builtin_clz(x);
}
inline int highest_bit_index(uint64_t x) {
    return 63 - __builtin_clzll(x);
}

// 设置第 i 位
template<typename T>
inline T set_bit(T x, int i) {
    return x | (T(1) << i);
}

// 清除第 i 位
template<typename T>
inline T clear_bit(T x, int i) {
    return x & ~(T(1) << i);
}

// 翻转第 i 位
template<typename T>
inline T toggle_bit(T x, int i) {
    return x ^ (T(1) << i);
}

// 检查第 i 位是否为 1
template<typename T>
inline bool check_bit(T x, int i) {
    return x & (T(1) << i);
}

} // namespace bit