BitCal

纯头文件 C++23 位运算库，正在进行 vNext 重设计

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概述

BitCal 是一个纯头文件位运算库，当前正朝 C++23 与 x86-64 优先 的方向重设计。

新的公开模型围绕以下三层展开：

• bit_block<Bits>：拥有固定宽度位存储
• bit_view / const_bit_view：非拥有视图
• bit_and<Bits>() 与 and_into() 这类自由算法

<bitcal/bitcal.hpp> 仍然是唯一稳定的公开 include seam。

状态

BitCal 当前处于 vNext / 4.0.0 的活动重设计阶段。

• 破坏性变更：旧的 bitarray 中心公开模型正在被替换
• 破坏性变更：最小语言基线提升到 C++23
• 破坏性变更：不计划保留旧 API 的代码级兼容层
• 重点：Linux / Windows x86-64 是主要优化与验证目标

快速开始

#include <bitcal/bitcal.hpp>
#include <iostream>

int main() {
    bitcal::bit_block<256> lhs;
    bitcal::bit_block<256> rhs;

    auto out = bitcal::bit_and<256>(lhs.view(), rhs.view());

    std::cout << out.word(0) << '\n';
}

API 参考

核心类型

类型	说明
bit_block<Bits>	拥有固定宽度位存储。Bits >= 64 且为 64 的倍数（如 64、128、192、256）
bit_view	非拥有可变视图
const_bit_view	非拥有只读视图

算法

类别	函数
位运算	bit_and<Bits>(), bit_or<Bits>(), bit_xor<Bits>(), bit_andnot<Bits>()
原地位运算	and_into(), or_into(), xor_into(), andnot_into()
查询	equals(), is_zero(), popcount()
移位	shift_left<Bits>(), shift_right<Bits>()

后端

x86-64: scalar / avx2（编译期由 BITCAL_HAS_AVX2 固定，无运行时选择）

构建

cmake -S . -B build-test -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DBITCAL_BUILD_TESTS=ON -DBITCAL_BUILD_EXAMPLES=ON -DBITCAL_NATIVE_ARCH=ON
cmake --build build-test --config Release -j"$(nproc)"
ctest --test-dir build-test --output-on-failure -C Release

迁移说明

旧的 bitarray API 已不再属于当前 shipped vNext 公共表面。BitCal 4.x 期望使用者迁移到 bit_block、bit_view / const_bit_view 与通过 <bitcal/bitcal.hpp> 提供的自由算法模型。