C指针和位设置问题答案

【问题标题】：C pointers and bit setting questionC指针和位设置问题
【发布时间】：2011-02-05 18:30:36
【问题描述】：

作为这个问题的背景，这是我编写的一个测试程序，用于调查我们在我工作的消息传递程序中看到的一些奇怪行为。我们有各种使用位标志来保存消息状态的结构，一些标志使用 char，一些使用 short。我们必须将消息转储到平面文件的实用程序是在这些标志值上使用 char* 来提取设置，因此我故意在 flag2 上使用了不同的指针。

当这个程序在 AIX UNIX 6.1 上运行时为什么会输出：

2套
4套
8套
16套
64套

值 1 和 32 发生了什么变化？

#include <stdio.h>

#define SET(x,y) y |= (x)
#define UNSET(x,y) y &= (~x)

int main ( int argc, char *argv[] )
{
    unsigned char *g;
    unsigned short *h;
    unsigned long *i;

    char flag1; 
    short flag2; 
    long flag3;

    g = (char*) &flag2;

    SET(1, flag2);
    if ( 1 & *g )
        printf("1 set\n");
    UNSET(1, flag2);

    SET(2, flag2);
    if ( 2 & *g )
        printf("2 set\n");
    UNSET(2, flag2);

    SET(4, flag2);
    if ( 4 & *g )
        printf("4 set\n");
    UNSET(4, flag2);

    SET(8, flag2);
    if ( 8 & *g )
        printf("8 set\n");
    UNSET(8, flag2);

    SET(16, flag2);
    if ( 16 & *g )
        printf("16 set\n");
    UNSET(16, flag2);

    SET(32, flag2);
    if ( 32 & *g )
        printf("32 set\n");
    UNSET(32, flag2);

    SET(64, flag2);
    if ( 64 & *g )
        printf("64 set\n");
    UNSET(64, flag2);

    return 0;
}

【问题讨论】：

您可能希望将 flag2 显式初始化为 0。
flag2 很短，但您将指向它的指针转换为 char*，请改用 short*（g 也应该是 short 类型）。
我在 HP UX 上运行程序，它根本不打印任何东西，但是当我在 Fedora 上运行相同的程序时，它可以工作。
为什么要在 short 上使用 char 指针？

标签： c bit-manipulation

【解决方案1】：

AIX 是大端架构，这意味着g 指向flag 的最高有效字节。这意味着对最低有效字节的任何更改对g 都是不可见的。

flag2 也从未初始化，因此它将包含一些任意值。所以事实证明，当只是一开始的任意值时，您认为某些位设置有效。

如果您在像 x86 这样的小端机器上运行，事情应该会按预期运行。

【讨论】：

不仅因为它是大端，而且因为short和char恰好是不同的大小。

【解决方案2】：

我发现有几件事可能是问题所在。

你没有初始化flag2
您可能需要转换为 g= (short * ) &flag2，因为如果您转换为 char 你不一定是获得最少的参考有效 8 位。

【讨论】：

但他在之前检查其状态
他可能正在检查不同的内存位置，*g 可能指的是最高有效 8 位，而不是他所期望的最低有效位。
@BlackBear: SET(1, flag2) 可能在与1 & *g 测试的字符不同的字符中设置了位。
@bobbogo，@eric：是的，我错过了那个细节。 :)
是的，这就是我所期待的，这就是为什么忽略初始化没有被隐藏起来。

【解决方案3】：

来自维基百科的pointers：

C 标准的 2005 年草案需要转换一个指针从一种类型派生到其中之一另一种类型应保持两种类型的对齐正确性（6.3.2.3 指针，第 7 段）：[3]

char *external_buffer = "abcdef";
int *internal_data;

internal_data = (int *)external_buffer;  // UNDEFINED BEHAVIOUR if "the resulting pointer
                                         // is not correctly aligned"

底线：使用正确的指针类型

该行为可能会按预期工作，但不能保证。

C++03 标准 $5.3.3/1 说，

sizeof(char), sizeof(signed char) and sizeof(unsigned char) are 1; the
sizeof 的结果应用于任何其他基本类型（3.9.1）是实现定义。 [注：在特别是 sizeof(bool) 和 sizeof(wchar_t) 是实现定义.69)

看这个：C++ Size of primitives

【讨论】：