简单的 C 语法问题答案

【问题标题】：Simple C syntax Question简单的 C 语法问题
【发布时间】：2011-09-10 09:18:32
【问题描述】：

我在参加的 C 课程的旧考试中遇到了以下代码：

struct QuestionSet{
    char q1:1;
    char q2:1;
    char q3:1;
}

我不知道语法“char q1:1”是什么意思，而且我无法在课程书“C 编程语言”的任何地方找到它。谁能解释一下？

【问题讨论】：

这么糟糕的书用作课本......
重复。不过，我不能怪你没有搜索，因为仅考虑到这种古怪的语法，搜索起来相当困难。
虽然我要补充一点，对于 C，你不能使用 char 作为位域，并且你应该非常注意你的位域是有符号还是无符号。跨度>

标签： c syntax

【解决方案1】：

这是一个bitfield。冒号后面的数字表示分配给结构元素的位数。所以这三个元素都是一位宽，并且能够存储两个值：0，以及 1 或 -1（取决于您的编译器，尽管在考虑二进制补码算术时 -1 会是更合乎逻辑的选项）。

【讨论】：

好的，但我认为一个 char 的定义是 1 BYTE 长。它是如何工作的？
不清楚char:1 位域是否可以存储值 1。首先，位域的唯一有效类型是int（在这种情况下只能签名或未签名）、signed int、unsigned int 和 _Bool。其他任何东西都是特定于编译器的扩展（但相当常见）。但如果对普通的char 进行签名，则char q1:1 可能（但不能保证）只能保存值0 和-1。普通的char 位字段是不可移植的。
位字段的大小（以位为单位）由: 后面的常量指定，与声明的类型无关。
我认为这里 "char q1:1" 如果我们使用 char 那么我们可以在这里最大字节 8 位，我的意思是 "char q1:15" 将给出错误...如果我们使用 int insted of char 那么这个限制会有所不同。这只是填充的震动......虽然简单地 unsign q1:1 也可以正常工作......
@cdhowie：很好——但不要忘记使用char 位域的能力根本是一个非标准的编译器扩展。真的没有理由不在这里使用unsigned int q1:1; 或signed int q1:1;。

【解决方案2】：

位域经常用于微控制器编程，因为它有助于映射内存中的寄存器。例如，对于一个 8 位的寄存器，如果每个位具有不同的含义/用途，则可以用结构体来表示寄存器值：

struct exception_register
{
    bool enable_irq_0: 1;
    bool enable_irq_1: 1;
    bool enable_irq_2: 1;
    bool enable_irq_3: 1;
    bool irq_flag_0: 1;
    bool irq_flag_1: 1;
    bool irq_flag_2: 1;
    bool irq_flag_3: 1;
};

byte* the_register = 0x1234; // where 0x1234 is the address of the register in memory.

然后启用异常 2 可以这样完成：

the_register->enable_irq_2 = true;

这比以下更具可读性：

*the_register |= (1 << 2);

这不是为了回答这个问题，但可能有助于理解位域为何有用。

【讨论】：

问题是，位域可以以任何顺序存储。访问第三位域与访问第三位不同。（它可能适用于您特定的微控制器编译器，但并非必须如此。）
@Chris Lutz 不知道。是的，它可能是特定于编译器的，或者可能有一些打包编译指示告诉编译器不要重新排序。

【解决方案3】：

这似乎是一个位域。 Example Bitfield

位域可能对小内存很有用。

【讨论】：