n 位有符号数，其中 n 不是 2 的幂答案

【问题标题】：n-bit signed number where n is not a power of 2n 位有符号数，其中 n 不是 2 的幂
【发布时间】：2016-07-18 21:31:01
【问题描述】：

在 C 或 C++ 中是否可以有例如 6 位有符号整数或 11 位有符号整数（或任何 n 位整数，其中 n != 2^x）？

【问题讨论】：

没有类似的“内置”类型，但是，您可以模拟它们。
查看<cstdint> 获取列表
@AndyG：实际上相反是正确的。 C 不要求特定的位宽。已经存在并且仍然存在例如24 位整数和chars。没有少于 8 位的。
这与机器架构相关。如果机器的基本可寻址内存单元是 6 位宽，则 char 类型将是 6 位宽，但您可以像在“8 位”机器上一样声明 char； int 和 long 等也是如此。编译器会透明地处理这个问题。会改变的是这些类型的范围。如果您需要模拟这样的机器，则必须在具有 8 位基本内存可寻址单元的机器上自行实现。
@Olaf 好吧，任何少于 8 位的都不是 C，不是 C++，因为 C 和 C++ 都需要至少 8 位，但我确实记得我读过有关实际实现的内容更窄的文章char 但在其他方面非常类似于 C。

标签： c++ c integer bit

【解决方案1】：

当然可能 C 或 C++ 实现可以提供像这样大小的类型，但大多数实现不会提供像这样大小的内置类型，因为 (1)遇到它们并且 (2) 大多数处理器不支持对此类类型的直接操作。

如果您尝试将这些整数用作二进制标志组，请考虑使用 std::bitset 作为其他答案的建议。这甚至可能是一个更好的选择，因为它明确表明您正在使用一组标志。例如：

std::bitset<6> bits; // Six independent bit flags
bits[3] = true;      // Set the third flag

如果您尝试将它们用作实际的整数类型，仅受它们使用的位数限制，请考虑使用位域，如下所示：

struct uint6_t {
    uint64_t value : 6; // 6 bits, unsigned
};
struct int6_t {
    int64_t value : 6;  // 6 bits, signed
};

然后您可以将uint6_t 的value 字段用作六位整数。这仅适用于小于您在位域内使用的基础类型的大小的大小，该大小适用于 6 或 11 等大小，但不适用于 137 或 271 等大小。请注意 - 这些对象的实际大小将由于编译器引入了填充位，可能不是 6 位，但它们仍然会像 6 位整数一样工作。

显然 C++ 模板允许您执行以下操作：

template <unsigned int NumBits> struct uint {
    uint64_t data : NumBits;
};
template <unsigned int NumBits> struct Int {
    int64_t data : NumBits;
};

uint<6> value;
value.data = 0; // Or other uses

Int<6> value;
value.data = -1; // Or other uses

编辑：根据您正在尝试做的事情，您似乎正在寻找这样的东西：

uint<6> value;
value.data = -3;
std::cout << value.data << std::endl; // Prints 3

【讨论】：

好方法，但是您将如何解决 OP 问题中的 signed 部分？会不会有些操作需要重载？
我真正想要实现的是：std::bitset<8> n(-3); std::cout<< static_cast<signed int>(n.to_ulong()); // this is NOT -3 but 253 but I would love it to be -3
@templatetypedef 嗯，就这么简单。酷。
@carobnodrvo 答案已更新以解决您正在尝试做的事情。
这篇文章的最后一次更新解决了我的问题。谢谢！

【解决方案2】：

您可以使用位域来模拟：

struct int6_t{
    int32_t intPart : 6; // 6 bit integer
}

int_6_t mySilly6bitInt;
mySilly6bitInt.intPart = 5;

【讨论】：

这里需要reserved字段吗？
而不是int32_t，推荐signed int。 int 未定义为 int32_t。
@templatetypedef 否，但它描述了 int 的其余部分，通常用作位域中的占位符，以了解剩余的类型。
@templatetypedef 对不起，我在考虑工会，你是对的，没有必要。
请查看我对@templatetypedef 帖子的评论。

【解决方案3】：

C 和 C++ 都要求一个字节 unsigned char 至少为 8 位。但是没有上限，也没有二次幂的限制。所以原则上CHAR_BIT（每字节的位数）可以是例如10.

这主要是为了向后兼容。在早期，有基于例如的计算机。 12-bit bytes。为了迎合现代 8 位系统，C99 引入了 stdint.h 标头，该标头提供的类型如果受支持，则保证为 8 位的倍数。

在实践中，您可以模拟具有任意位数的类型，但会产生一些运行时开销。

【讨论】：