C++ 使用位域时整数大小是否重要？答案

【问题标题】：C++ does the integer size matter when using bitfields?C++ 使用位域时整数大小是否重要？
【发布时间】：2021-05-08 04:46:03
【问题描述】：

除了有符号或无符号之外，类型对位域有多大影响（如果有的话）？

例如有什么区别：

unsigned char a : 3;
std::uint64_t b : 3;

我猜只要位域不大于类型，没关系。

【问题讨论】：

它影响它声明的结构或类的大小：godbolt.org/z/1broTWxsY
a 需要 1 个字节，b 需要 8 个字节。
它是实现定义的。它可能会影响用于位域的分配单元大小，也可能不会。
它是实现定义的，它如何影响包含类型的布局。但是，在您的示例中访问yourbitfield.a 的值（其中yourbitfield 是包含您描述的两个位文件的类型的实例）将产生unsigned char 的结果，访问yourbitfield.b 将产生类型的结果std::uint64_t。所以x = yourbitfield.a 将把字段a 提取为unsigned char，并将其提升为x 的类型以完成分配。

标签： c++ bit-fields

【解决方案1】：

由编译器决定如何布置这些值。结果对象必须足够大以容纳适合位域位数的值。例如，struct { std::unit64_t b : 8 } 的大小可以是 8 位；它不需要足够大以容纳 64 位。

但是每个位域都有一个类型，类型会影响程序的行为。这是一个简单的例子：

#include <iostream>

void f(char) {
    std::cout << "char\n";
}

void f(int) {
    std::cout << "int\n";
}
struct a {
    char a : 3;
    int b : 3;
};

int main()
{
    a obj;
    f(obj.a);
    f(obj.b);
    return 0;
}

（完全可移植的）输出是：

[temp]$ clang++ test.cpp
[temp]$ ./a.out
char
int
[temp]$

【讨论】：

【解决方案2】：

C++ 在使用位域时整数大小是否重要？

是的，确实如此。

例如有什么区别：
unsigned char a : 3;
std::uint64_t b : 3;

第一个位域的类型是unsigned char，另一个位域的类型是std::uint64_t。在大多数系统上，这些类型具有不同的大小。

有没有实际作用

这是一个演示实际效果的简单示例：

struct a {
    unsigned char a : 3;
};

struct b {
    std::uint64_t b : 3;
};

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

【讨论】：

当位域将它们限制为每个 3 位时，这有什么实际效果吗？
该示例中的每个位域都是 3 位宽。它们不需要每个占用超过 3 位。