位字段结构到 C++ 中的 int

Question

我有一个包含相同类型成员的结构。我正在尝试将其转换为 uint8_t 类型。我能够做到这一点，但看不到输出，请告诉我哪里出错了。我也知道还有其他方法可以做到吗？我想这样做是因为我想习惯static_cast 和reinterpret_cast。

代码如下：

int main()
{
    struct xs{
        bool x :1 ;
        bool y :1;
        bool z :1;
        uint8_t num :5;
    } zs;

    uint8_t* P = static_cast<uint8_t*>(static_cast<void*>(&zs));

    cout << *P << endl;

    return 0;
}

Answer 1

1. 通过指向对象类型以外的类型的指针访问对象是未定义的行为。它适用于大多数编译器，但从技术上讲，您的程序可以为所欲为。

2. 假设我们没有遇到 1 中提到的问题，我的猜测是 uint8_t 是 char 的别名，所以 cout 会将一个 char 放到你的控制台上。 您没有初始化您正在检查的内存，因此它可以为 0。值为 0 的字符不会在控制台中打印出任何“可观察”的内容，请查看 ascii 表。例如，尝试用 50 填充您的结构

Answer 2

这里有两件事需要解决。首先，正如一些人指出的那样，您不能以这种方式访问​​您的对象。如果你想正确地构造一个 uint8_t，你需要读取你的结构中的变量并做一些位移，像这样：

uint8_t value = 0;
value |= (zs.x ? 1 << 7 : 0);
value |= (zs.y ? 1 << 6 : 0);
value |= (zs.z ? 1 << 5 : 0);
value |= zs.num;

现在，您面临的第二个问题是您尝试输出多个 8 位宽。默认情况下，这被解释为一个“字符”，并将显示为这样。为了完成您想做的事情，您可以使用不同长度的变量（uint16_t、uint32_t、...）或使用 std::to_string。

cout << std::to_string(value) << endl;

Answer 3

这里有很多问题：

1. 您似乎相信x、y 和z 将全部打包到单个uint_8 中。不是这种情况。 “然后，编译器可以将相同类型的相邻声明的位字段打包成数量减少的字”^[1]
2. “sizeof(bool) 的值是实现定义的，可能与 1 不同”^[2] 因此，您的 xs 将是实现定义的，但肯定不等于 sizeof(uint_8)
3. 因为根据the rules defined for C++'s type aliasing，xs 与 uint_8 不“相似”，所以您的 reinterpret_cast<uint_8*> 的行为是未定义的
4. 最后as has been pointed out by many others 看不到任何东西的原因是，无论实现定义的值是*P，当cout 将其视为char 时，它都可能是一个没有可见表示的控制字符

您拥有的代码的一种可能的解决方法是使用这些定义：

constexpr uint8_t X = 0B1000'0000;
constexpr uint8_t Y = 0B0100'0000;
constexpr uint8_t Z = 0B0010'0000;
constexpr uint8_t NUM = 0B0001'1111;

uint8_t zs;

然后给zs分配一些值，您可以执行这些函数来输出以前的位字段：

cout << ((zs & X) != 0) << endl;
cout << ((zs & Y) != 0) << endl;
cout << ((zs & Z) != 0) << endl;
cout << (zs & NUM) << endl;

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