使用 bool 导出打包结构答案

【问题标题】：Exporting Packed structures with bool使用 bool 导出打包结构
【发布时间】：2014-05-01 04:23:33
【问题描述】：

导出包含布尔值的压缩结构的最佳做法是什么？

我问这个是因为我试图找到最好的方法来做到这一点。目前我做的：

#ifndef __cplusplus
#if __STDC_VERSION__ >= 199901L
#include <stdbool.h>    //size is 1.
#else
typedef enum {false, true} bool; //sizeof(int)
#endif
#endif

现在在上面，布尔值的大小可以是 1 或 sizeof(int)..

所以在这样的结构中：

#pragma pack(push, 1)
typedef struct
{
    long unsigned int sock;
    const char* address;
    bool connected;
    bool blockmode;
} Sock;
#pragma pack(pop)

如果使用 C 与 C99 和 C++ 相比，对齐方式是不同的。如果我将其导出为整数，那么布尔值为 1 的语言会出现对齐问题，需要填充结构。

我想知道在 C99 之前的情况下是否最好将 bool 类型定义为 char，但感觉不对。

有更好的想法吗？

【问题讨论】：

在 int 字段中使用位标志怎么样？
大小不会还是sizeof(int)吗？你能详细说明一下吗？
这个想法是在任何底层整数字段（int、short、char 等）中使用 2 位标志而不是 2 布尔值。
突然间我们得到了这个答案。
我建议使用stdint.h（参见here）来明确和可靠地确定数据类型的大小。这将使处理打包结构的对齐变得更容易。

标签： c++ c c99

【解决方案1】：

这取决于您在寻找什么：保留空间但运行一些额外的指令，或者浪费一些字节但运行得更快。

如果您希望速度快，但可能“浪费”几个字节的空间（即每个布尔标志的单个值，请参阅sizeof bool 讨论），您当前的方法是优越的。这是因为它可以直接加载和比较布尔值，而无需将它们从打包字段中屏蔽掉（见下）。

如果您想节省空间，那么您应该查看C bitfields：

struct Sock {
    ...
    int connected:1; // For 2 flags, you could also use char here.
    int blockmode:1;
}

或滚动您自己的“标志”并将位设置为整数值：

#define SOCKFLAGS_NONE      0
#define SOCKFLAGS_CONNECTED (1<<0)
#define SOCKFLAGS_BLOCKMODE (1<<1)

struct Sock {
    ...
    int flags; // For 2 flags, you could also use char here.
}

这两个示例都产生了或多或少相同的代码，这些代码会屏蔽位和移动值（额外指令），但比简单的bool 值更密集。

【讨论】：

【解决方案2】：

恕我直言，使用#pragma pack 带来的痛苦（长期）多于收获（短期）。

它是特定于编译器的；非标准且不可移植
我了解嵌入式系统或协议方案。只需一点额外的努力，就可以免费编写代码。
我也想尽可能地打包我的结构，并像您一样以更广泛的优先方式布置成员。但是，我不介意丢失 2 个字节，如果这样可以让我的代码符合标准且可移植。

我会做以下三件事：

将标志声明为bool（您已经这样做了）并分配true/false
将它们作为struct 的最后一个成员（您已经这样做了）
使用位域（根据堆栈器的建议）

结合这些：

typedef struct Sock
{
    long unsigned int sock;
    const char* address;
    bool connected : 1;
    bool blockmode : 1;
} Sock;

【讨论】：

问题是bool connected: 1;是一个gcc扩展。它不允许您指定位域的type。
@Braondon：在我的理解和测试中，bool connected : 1 符合标准。它与-std=XXX -pedantic 编译为XXX = c99, c++98, c++0x。

【解决方案3】：

在 C99 之前的情况下，typedef char bool; 是有风险的。这将默默地破坏代码，例如：

bool x = (foo & 0x100);

如果在foo 中设置了该位，则应该将x 设置为true。枚举也有同样的问题。

在我的代码中，我实际上是在使用typedef unsigned char bool;，但是我会小心地在任何将表达式转换为bool 的地方写上!!。这并不理想。

根据我的经验，与在 C90 的结构或位域中使用 bool 相比，在整数类型中使用标志会导致更少的问题。

【讨论】：