C++：是否可以在同一个字节内压缩“bool”对象？答案

【问题标题】：C++: Is it possible to condense `bool` objects within the same byte?C++：是否可以在同一个字节内压缩“bool”对象？
【发布时间】：2018-12-13 00:06:54
【问题描述】：

考虑一个具有许多布尔属性的类

class A
{
  bool a;
  bool b;
  bool c;
  bool d;
  bool e;
  bool f;
};

虽然每个bool 对象可以用一个位表示，但这里每个属性都需要一个字节（如果我没记错的话）。该对象将占用 6 个字节，而不仅仅是 1 个字节（其中 6 位将被实际使用）。原因是位不可寻址，只有字节可寻址。

为了稍微压缩内存，可以使用vector<bool> 或bitset，然后通过它们的索引访问属性。例如，可以将 get 函数编写为

bool A::get_d() {data[3];}

理想情况下，我希望能够使用InstanceOfA.d 直接访问属性。是否可以这样做，同时确保我的所有 6 个bool 都被压缩在同一个字节内？

【问题讨论】：

标签： c++ memory boolean byte bit

【解决方案1】：

您可以使用bitfields。适用于 Repl.it 的 gcc 版本 4.6.3。

#include <iostream>

struct Test 
{
  bool a:1;
  bool b:1;
  bool c:1;
  bool d:1;
  bool e:1;
  bool f:1;
  bool g:1;
  bool h:1;
  //bool i:1; //would increase size to 2 bytes.
};

int main()
{
  Test t;
  std::cout << sizeof(t) << std::endl;
  return 0;
}

【讨论】：

正是我想要的！谢谢！我会尽可能接受答案。
另一种选择是std::bitset。
但是请注意，这些字段的实际布局是实现定义的。语言定义不要求将它们打包。通常它们会，但如果它很重要，请检查它。

【解决方案2】：

如果您真的关心节省空间，您可能应该使用bitset 而不是位字段。

您可以查看this answer 进行完整比较，但本质上，由于是结构，位字段会产生一些开销，并且编译器可能会或可能不会实际将元素打包在一起以节省空间。

Bitsets 是专门为优化空间分配而设计的，并且还提供了一些专门用于位旋转的有用功能。

位集在逻辑上只是一个位数组，但为了节省空间而打包。你可以这样使用它：

std::bitset<8> bacon;
bacon.set();    // 11111111
bacon.reset(1); // 11111101 Note: counts index from the right

std::bitset<4> fancy (std::string("1111"));
fancy[1] = 0;      // 1101 Note: counts index from the right
fancy.test(1) == 0 // true

【讨论】：