在位域中声明不同的数据类型有什么用？答案

【问题标题】：What is the use of declaring different datatypes inside bitfields?在位域中声明不同的数据类型有什么用？
【发布时间】：2012-02-09 15:23:57
【问题描述】：

位域的典型用途是声明一个小于 8 位的空间有效变量。我不明白的是，将这些位声明为 short、int、long、bool 等的价值。例如

typedef struct{
    int first:3,
    short second:3,
    char third:3
    } somestruct;

在上述情况下，所有 3 个变量，即第一、第二和第三个都是 3 位长。将变量第一个声明为 int，第二个声明为 short，第三个声明为 char 的值是什么？

或者，为什么甚至需要数据类型？我应该能够将上述声明为

typedef struct{
    first:3,
    second:3,
    third:3
    } modifiedstruct;

modifiedstruct 假定变量 first、second 和 third 没有数据类型。将 3 位解释为字符、数字或浮点数的责任应该是 something else 的责任。

linux 上的 gcc 和 g++ 都允许上述行为。

【问题讨论】：

标签： c bit-fields

【解决方案1】：

实际上，C 标准只允许位域的类型为有符号整数或无符号整数（以及 C99 中的 _Bool）。如果你可以在其中抛出一个 short、long 或 char，那就是编译器扩展。

至于为什么，主要原因是签名。考虑：

struct {
   int s: 3;
   unsigned u: 3;
} bf;

bf.s = 7;
bf.u = 7;

这两个位域都是 1。但是，C 保留符号，所以：

(int)bf.s == -1    // Because signed conversions preserve the sign bit
bf.s >> 1 == -1    // So do right shifts on signed values

同时：

(int)bf.u == 7     // Because the source is unsigned and so just a series of bits
bf.u >> 1 == 3     // Unsigned right shifts are just moving bits around as well

对于允许使用 char 的编译器，可能是同一种想法。 char 的默认符号是实现定义的，因此如果您希望位域的符号与编译器的 char 的符号相匹配，您可以将其定义为 char。

【讨论】：

我的整个问题是为什么要在 char(Bool) 和 int 等位域中引入不同的数据类型，其次，int x:2 和 char y:2 有什么区别？

【解决方案2】：

大小用于数据的存储（或传输）。数据类型是您打算如何使用和处理该信息。

【讨论】：

【解决方案3】：

对位字段使用除int 之外的任何其他类型是实现定义的行为。因此，如果不知道您使用的是什么特定的编译器，就无法知道该代码的作用，或者它是否可以编译。

通常，标准对位域的定义非常差，因此完全不可移植。由于位域也是 C 语言的一个多余特性，因此使用位运算符进行位操作很可能更明智。

【讨论】：

【解决方案4】：

在位域中键入对我来说唯一重要的是有符号类型与无符号类型。对于大于 1 的字段，这可能会在分配期间对数据的解释方式产生影响。

【讨论】：