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2166. 设计位集

位集 Bitset 是一种能以紧凑形式存储位的数据结构。

请你实现 Bitset 类。

• Bitset(int size) 用 size 个位初始化 Bitset ，所有位都是 0 。
• void fix(int idx) 将下标为 idx 的位上的值更新为 1 。如果值已经是 1 ，则不会发生任何改变。
• void unfix(int idx) 将下标为 idx 的位上的值更新为 0 。如果值已经是 0 ，则不会发生任何改变。
• void flip() 翻转 Bitset 中每一位上的值。换句话说，所有值为 0 的位将会变成 1 ，反之亦然。
• boolean all() 检查 Bitset 中 每一位 的值是否都是 1 。如果满足此条件，返回 true ；否则，返回 false 。
• boolean one() 检查 Bitset 中 是否 至少一位 的值是 1 。如果满足此条件，返回 true ；否则，返回 false 。
• int count() 返回 Bitset 中值为 1 的位的 总数 。
• String toString() 返回 Bitset 的当前组成情况。注意，在结果字符串中，第 i 个下标处的字符应该与 Bitset 中的第 i 位一致。

示例:

输入:
["Bitset", "fix", "fix", "flip", "all", "unfix", "flip", "one", "unfix", "count", "toString"]
[[5], [3], [1], [], [], [0], [], [], [0], [], []]
输出:
[null, null, null, null, false, null, null, true, null, 2, "01010"]
解释:
Bitset bs = new Bitset(5); // bitset = "00000".
bs.fix(3);     // 将 idx = 3 处的值更新为 1 ，此时 bitset = "00010" 。
bs.fix(1);     // 将 idx = 1 处的值更新为 1 ，此时 bitset = "01010" 。
bs.flip();     // 翻转每一位上的值，此时 bitset = "10101" 。
bs.all();      // 返回 False ，bitset 中的值不全为 1 。
bs.unfix(0);   // 将 idx = 0 处的值更新为 0 ，此时 bitset = "00101" 。
bs.flip();     // 翻转每一位上的值，此时 bitset = "11010" 。
bs.one();      // 返回 True ，至少存在一位的值为 1 。
bs.unfix(0);   // 将 idx = 0 处的值更新为 0 ，此时 bitset = "01010" 。
bs.count();    // 返回 2 ，当前有 2 位的值为 1 。
bs.toString(); // 返回 "01010" ，即 bitset 的当前组成情况。

提示:

• 1 <= size <= 105
• 0 <= idx <= size - 1
• 至多调用 fix、unfix、flip、all、one、count 和 toString 方法 总共 105 次
• 至少调用 all、one、count 或 toString 方法一次
• 至多调用 toString 方法 5 次

题解 (Python)

1. 题解

class Bitset:

    def __init__(self, size: int):
        self.bitset = [False] * size
        self.count1 = 0
        self.flipflag = False

    def fix(self, idx: int) -> None:
        if self.bitset[idx] == self.flipflag:
            self.bitset[idx] = not self.flipflag
            self.count1 += 1

    def unfix(self, idx: int) -> None:
        if self.bitset[idx] != self.flipflag:
            self.bitset[idx] = self.flipflag
            self.count1 -= 1

    def flip(self) -> None:
        self.count1 = len(self.bitset) - self.count1
        self.flipflag = not self.flipflag

    def all(self) -> bool:
        return self.count1 == len(self.bitset)

    def one(self) -> bool:
        return self.count1 > 0

    def count(self) -> int:
        return self.count1

    def toString(self) -> str:
        return ''.join('1' if b ^ self.flipflag else '0' for b in self.bitset)


# Your Bitset object will be instantiated and called as such:
# obj = Bitset(size)
# obj.fix(idx)
# obj.unfix(idx)
# obj.flip()
# param_4 = obj.all()
# param_5 = obj.one()
# param_6 = obj.count()
# param_7 = obj.toString()