位域使用 1 个字节而不是 1 个位

Question

我正在开发一个网络应用程序，我将在其中接收 2 个字节，并且某些位具有特定意义。我正在尝试将该数据包实现为一个结构。目的是对对象地址进行二进制复制，并且可以访问数据包的字段。这是一个代表我的问题的简单示例。当我们尝试检查位域和结构的大小时，它们并没有像预期的那样出现。

#include <bitset>
#include<iostream>
struct a
    {
        std::bitset<8> b;
        uint8_t c;

    };
int main()
{
    std::cout<<sizeof(a);
}

输出：8

预期输出：2

这是特定于 Bitset 实现的东西吗？

通常，每个元素只占用一位（在大多数系统上，它比最小的元素类型：char 少八倍）。 (参考-cplusplus.com/reference/bitset/bitset/)

在 Microsoft Visual Studio 2019 16.10.2 上编译

Answer 1

微软Visual Studio的STL源代码最近开源了，可以查看bitsethere的实现，可以确认数据结构是array，草图：

template <size_t _Bits>
class bitset { // store fixed-length sequence of Boolean elements
public:
    using _Ty = conditional_t<_Bits <= sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT, unsigned long, unsigned long long>;
    static constexpr ptrdiff_t _Bitsperword = CHAR_BIT * sizeof(_Ty);
    static constexpr ptrdiff_t _Words       = _Bits == 0 ? 0 : (_Bits - 1) / _Bitsperword; // NB: number of words - 1
    _Ty _Array[_Words + 1];
};

所以对于std::bitset<8>，底层数组是unsigned long _Array[1]。然后我们得到大小：4。sizeof struct a 的结果是 8，这是由于 b 和 c 周围的对齐造成的，请参阅此answer 以获取有关对齐的参考。

由于您是在处理网络应用程序，所以这里不适合使用 bitset。要解码网络协议，最好使用位域。 seastar的tcp decoder有一个很好的例子，你可以拿来做例子。