在我提出这个问题大约 2 年多之后，我想以我希望它解释的方式解释它，当时我还是一个完整的新手，并且对想要了解这个过程的人最有益。
首先，忘记“11111111”示例值，它并不完全适合可视化的过程解释。所以让初始值为10111011（十进制的187），这将更能说明这个过程。
1 - 如何读取从第二位开始的 3 位值：
___ <- those 3 bits
10111011
值为101，即十进制的5，有两种可能的获取方式：
在这种方法中，需要的位首先用值00001110（十进制的 14）进行掩码，然后移位到位：
___
10111011 AND
00001110 =
00001010 >> 1 =
___
00000101
表达式为：(value & 14) >> 1
这种方式类似，只是操作顺序颠倒了，即先将原值移位，然后用00000111(7)屏蔽，只留下最后3位：
___
10111011 >> 1
___
01011101 AND
00000111
00000101
表达式为：(value >> 1) & 7
两种方法都涉及相同数量的复杂性，因此在性能上不会有差异。
2 - 如何从第二位开始写入一个 3 位值：
在这种情况下，初始值是已知的，当代码中出现这种情况时，您可以想出一种方法将已知值设置为另一个使用较少操作的已知值，但实际上这很少出现这种情况，大多数时候代码既不知道初始值，也不知道要写入的值。
这意味着为了将新值成功“拼接”成字节，目标位必须设置为零，然后将移位后的值“拼接”到位，这是第一步：
___
10111011 AND
11110001 (241) =
10110001 (masked original value)
第二步是将我们要写入的值移到 3 位中，假设我们要将其从 101 (5) 更改为 110 (6)
___
00000110 << 1 =
___
00001100 (shifted "splice" value)
第三步也是最后一步是将被屏蔽的原始值与移位的“拼接”值拼接起来：
10110001 OR
00001100 =
___
10111101
整个过程的表达式为：(value & 241) | (6 << 1)
奖励 - 如何生成读写掩码：
当然，使用二进制到十进制转换器远非优雅，尤其是在 32 位和 64 位容器的情况下 - 十进制值变得非常大。可以轻松地生成带有表达式的掩码，编译器可以在编译期间有效地解析：
- “掩码和移位”的读取掩码：
((1 << fieldLength) - 1) << (fieldIndex - 1)，假设第一位的索引为 1（非零）
- “移位和掩码”的读取掩码：
(1 << fieldLength) - 1（索引在这里不起作用，因为它总是移位到第一位
- 编写掩码：只需使用
~ 运算符反转“掩码和移位”掩码表达式
它是如何工作的（上面例子中的 3 位字段从第二位开始）？
00000001 << 3
00001000 - 1
00000111 << 1
00001110 ~ (read mask)
11110001 (write mask)
同样的例子适用于更宽的整数和字段的任意位宽和位置，移位和掩码值会相应变化。
还请注意，示例假定无符号整数，这是您想要使用的，以便将整数用作可移植位域的替代方案（标准绝不保证常规位域是可移植的），两者都离开并且右移插入一个填充0，而右移一个有符号整数则不是这种情况。
更简单：
使用这组宏（但仅限于 C++，因为它依赖于成员函数的生成）：
#define GETMASK(index, size) ((((size_t)1 << (size)) - 1) << (index))
#define READFROM(data, index, size) (((data) & GETMASK((index), (size))) >> (index))
#define WRITETO(data, index, size, value) ((data) = (((data) & (~GETMASK((index), (size)))) | (((value) << (index)) & (GETMASK((index), (size))))))
#define FIELD(data, name, index, size) \
inline decltype(data) name() const { return READFROM(data, index, size); } \
inline void set_##name(decltype(data) value) { WRITETO(data, index, size, value); }
你可以做一些简单的事情：
struct A {
uint bitData;
FIELD(bitData, one, 0, 1)
FIELD(bitData, two, 1, 2)
};
并将位字段实现为您可以轻松访问的属性：
A a;
a.set_two(3);
cout << a.two();
将 decltype 替换为 gcc 的 typeof pre-C++11。