首先,这是ISO C标准关于位域的内容,引用2011年ISO C标准的 N1570草案,第6.7.2.1节:

A bit-field shall have a type that is a qualified or unqualified
version of _Bool,signed int,unsigned int,or some other
implementation-defined type. It is implementation-defined whether
atomic types are permitted.

A bit-field is interpreted as having a signed or unsigned integer type
consisting of the specified number of bits. If the value 0 or 1 is
stored into a nonzero-width bit-field of type _Bool,the value of
the bit-field shall compare equal to the value stored; a _Bool
bit-field has the semantics of a _Bool.

An implementation may allocate any addressable storage unit large
enough to hold a bit- field. If enough space remains,a bit-field that
immediately follows another bit-field in a structure shall be packed
into adjacent bits of the same unit. If insufficient space remains,
whether a bit-field that does not fit is put into the next unit or
overlaps adjacent units is implementation-defined. The order of
allocation of bit-fields within a unit (high-order to low-order or
low-order to high-order) is implementation-defined. The alignment of
the addressable storage unit is unspecified.

对于任何结构类型,类型的对齐方式至少是该类型的任何成员的最大对齐方式,并且任何类型的大小都是其对齐方式的倍数.例如,如果结构包含(非位域)int成员,并且int需要4字节对齐,则结构本身需要4字节对齐或更多.

许多编译器允许除_Bool和int类型之外的整数类型的位字段.

对于至少一些编译器,包含位字段的结构的对齐至少是声明的位字段类型的对齐.例如,对于x86_64上的gcc 4.7.2,给出:

struct sb {
    _Bool bf:1;
};
struct si {
    unsigned bf:1;
};

gcc给struct sb一个大小和1个字节的对齐(这是_Bool的大小和对齐),struct struct是一个大小和4个字节的对齐(这是int的大小和对齐).它对实现定义类型的位字段做了同样的事情;位字段定义为long long bf:1;强制封闭结构的8字节大小和对齐.即使在两种情况下,位字段bf是宽度仅为1位的对象,也可以完成此操作.

我在SPARC / Solaris 9上看到了与Sun编译器类似的行为.

实验表明,定义为_Bool或无符号的多个位字段可以打包到单个字节内的相邻位(实际上是必需的),因此位字段本身没有严格的对齐要求.

我理解结构成员的布局主要是实现定义的,我不相信gcc的行为违反了C标准.

所以我的问题(最后!)是,为什么gcc(以及至少一个不相关的C编译器,可能还有更多)这样做? gcc的作者是否认为声明的位字段类型必须影响包含结构的大小和对齐?它们在这个假设中是否正确?我错过了C标准本身的要求吗?

这是一个展示行为的测试程序.如果你想在你的系统上运行它,你可能需要注释掉它的一部分,如果你使用的是不支持某些较新功能的旧编译器,或者不允许某些类型的位领域.我有兴趣知道是否有编译器不像gcc那样表现.

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
int main(void) {
    struct sb  { _Bool    bf:1; };
    struct s8  { uint8_t  bf:1; };
    struct s16 { uint16_t bf:1; };
    struct s32 { uint32_t bf:1; };
    struct s64 { uint64_t bf:1; };
    printf("sizeof (struct sb)  = %2zu (%2zu bits)\n",sizeof (struct sb),sizeof (struct sb)  * CHAR_BIT);
    printf("sizeof (struct s8)  = %2zu (%2zu bits)\n",sizeof (struct s8),sizeof (struct s8)  * CHAR_BIT);
    printf("sizeof (struct s16) = %2zu (%2zu bits)\n",sizeof (struct s16),sizeof (struct s16) * CHAR_BIT);
    printf("sizeof (struct s32) = %2zu (%2zu bits)\n",sizeof (struct s32),sizeof (struct s32) * CHAR_BIT);
    printf("sizeof (struct s64) = %2zu (%2zu bits)\n",sizeof (struct s64),sizeof (struct s64) * CHAR_BIT);
    return 0;
}

这是我在我的系统上得到的输出:

sizeof (struct sb)  =  1 ( 8 bits)
sizeof (struct s8)  =  1 ( 8 bits)
sizeof (struct s16) =  2 (16 bits)
sizeof (struct s32) =  4 (32 bits)
sizeof (struct s64) =  8 (64 bits)

解决方法

在某种程度上,您已使用标准中的引用自行回答了问题:

The alignment of the addressable storage unit is unspecified.

编译器可以选择任何对齐并遵守C标准,但这不是全部.

为了使用不同编译器编译的代码进行互操作,平台ABI必须指定这些细节.例如,Linux x86使用的SYS-V i386 ABI说:

Bit-fields obey the same size
and alignment rules as other structure and union members,with the following
additions: […]

  • A bit-field must entirely reside in a storage unit appropriate for its declared
    type.

然后,无论宽度如何,长位域必须驻留在4字节边界上对齐的内容中.

为什么位域的类型会影响包含结构的大小?的更多相关文章

  1. ios – 确定核心音频AudioBuffer中的帧数

    我正在尝试访问iPhone/iPad上的音频文件的原始数据.我有以下代码,这是我需要的路径的基本开始.但是,一旦我有了一个AudioBuffer,我就不知道该怎么做了.基本上我不知道如何判断每个缓冲区包含多少帧,因此我无法从它们中可靠地提取数据.我是处理原始音频数据的新手,所以我对如何最好地读取AudioBuffer结构的mData属性有任何建议.我在过去也没有做过很多关于void指针的事情,所以在这种情况下对它的帮助也会很棒!

  2. iOS – 生成并播放无限简单的音频(正弦波)

    我正在寻找一个非常简单的iOS应用程序,它带有一个启动和停止音频信号的按钮.信号只是一个正弦波,它将在整个播放过程中检查我的模型,并相应地改变音量.我的困难与任务的不确定性有关.我理解如何构建表格,填充数据,响应按钮按下等等;然而,当谈到只是无限期地继续时,我有点卡住了!任何指针都会很棒!

  3. 将POD规范属性与其Xcode配置中的不同构建设置相关联(例如,发布,调试)

    我正在尝试为现有的库项目创建POD规范.在Xcode项目中,构建设置为不同的构建配置定义了不同的预处理器宏例如:对于“调试”配置:对于“发布”配置:如何将这些设置映射到相应的POD规范?

  4. 在ios上使用来自框架的boost :: filesysystem路径

    我一直在使用Boost作为PeteGoodliffe脚本构建的框架已有一段时间了.效果很好.最近我遇到了一个问题,可以通过将以下代码放入另一个全新的XCode项目中的视图控制器的viewDidLoad中来重现:当路径对象被销毁时会导致EXC_BAD_ACCESS.有没有其他人遇到这个问题?

  5. ios – LLVM,GCC 4.2和Apple LLVM编译器之间的区别3.1

    LLVMGCC4.2和AppleLLVM编译器3.1之间的主要区别是什么?

  6. ios – 在/usr/lib/system/libcache.dylib中,缺少必需的架构armv6

    在试图为iphoneos编写一个虚拟程序时,Xcode4,gcc似乎没有超出初始的sysroot目录如果我把sysroot,以下作品,但感觉非常干酪,而且不可伸缩.这里发生了什么?

  7. ios – 核心音频离线渲染GenericOutput

    等正在产生这些问题.尝试努力,它会工作.不要放弃:-).核心音频在处理低级音频时非常强大和有用.这是我从最近几周学到的东西.享受:-D…

  8. 如何正确使用iOS(Swift)SceneKit SCNSceneRenderer unprojectPoint

    那么,如果那架飞机与摄像机是正交的–那就是你的帮助.那么你需要做的就是在那架飞机上投射一点:现在,您可以在三维视图中拥有世界起源的位置归一化深度空间.要将2D视图空间中的其他点映射到此平面上,请使用此矢量中的z坐标:这让您在世界空间中将点击/分接位置映射到z=0平面,适合用作节点的位置,如果要向用户显示该位置.

  9. 如何在Xcode 4.5中关闭垃圾回收,并在切换ARC时摆脱cl ang错误1?

    我刚刚重新打开了一个被设置为使用垃圾收集的项目,并且我最后在Xcode3中打开.现在在Xcode4.5中再次打开它,并希望将其现代化,我正在尝试切换ARC.但是,当构建时,会导致clangerrorerrorerrorerrorininin::::::::::::clang:error:不能同时指定’-fobjc-arc’和’-fobjc-gc-only’啊,我需要关闭我之前使用的垃圾收集.但是,

  10. Swift:如何使用sizeof?

    为了在使用Swift时与CAPI集成,我需要使用sizeof函数。在C,这很容易。在Swift,我在一个迷宫式的错误。为什么是这个,我如何解决它?如果你想要anInt变量的大小,你可以将dynamicType字段传递给sizeof。

随机推荐

  1. 从C到C#的zlib(如何将byte []转换为流并将流转换为byte [])

    我的任务是使用zlib解压缩数据包(已接收),然后使用算法从数据中生成图片好消息是我在C中有代码,但任务是在C#中完成C我正在尝试使用zlib.NET,但所有演示都有该代码进行解压缩(C#)我的问题:我不想在解压缩后保存文件,因为我必须使用C代码中显示的算法.如何将byte[]数组转换为类似于C#zlib代码中的流来解压缩数据然后如何将流转换回字节数组?

  2. 为什么C标准使用不确定的变量未定义?

    垃圾价值存储在哪里,为什么目的?解决方法由于效率原因,C选择不将变量初始化为某些自动值.为了初始化这些数据,必须添加指令.以下是一个例子:产生:虽然这段代码:产生:你可以看到,一个完整的额外的指令用来移动1到x.这对于嵌入式系统来说至关重要.

  3. 如何使用命名管道从c调用WCF方法?

    更新:通过协议here,我无法弄清楚未知的信封记录.我在网上找不到任何例子.原版的:我有以下WCF服务我输出添加5行,所以我知道服务器是否处理了请求与否.我有一个.NET客户端,我曾经测试这一切,一切正常工作预期.现在我想为这个做一个非托管的C客户端.我想出了如何得到管道的名称,并写信给它.我从here下载了协议我可以写信给管道,但我看不懂.每当我尝试读取它,我得到一个ERROR_broKEN_P

  4. “这”是否保证指向C中的对象的开始?

    我想使用fwrite将一个对象写入顺序文件.班级就像当我将一个对象写入文件时.我正在游荡,我可以使用fwrite(this,sizeof(int),2,fo)写入前两个整数.问题是:这是否保证指向对象数据的开始,即使对象的最开始可能存在虚拟表.所以上面的操作是安全的.解决方法这提供了对象的地址,这不一定是第一个成员的地址.唯一的例外是所谓的标准布局类型.从C11标准:(9.2/20)Apointe

  5. c – 编译单元之间共享的全局const对象

    当我声明并初始化一个const对象时.两个cpp文件包含此标头.和当我构建解决方案时,没有链接错误,你会得到什么如果g_Const是一个非const基本类型!PrintInUnit1()和PrintInUnit2()表明在两个编译单元中有两个独立的“g_Const”具有不同的地址,为什么?

  6. 什么是C名称查找在这里? (&amp;GCC对吗?)

    为什么在第三个变体找到func,但是在实例化的时候,原始变体中不合格查找找不到func?解决方法一般规则是,任何不在模板定义上下文中的内容只能通过ADL来获取.换句话说,正常的不合格查找仅在模板定义上下文中执行.因为在定义中间语句时没有声明func,并且func不在与ns::type相关联的命名空间中,所以代码形式不正确.

  7. c – 在输出参数中使用auto

    有没有办法在这种情况下使用auto关键字:当然,不可能知道什么类型的.因此,解决方案应该是以某种方式将它们合并为一个句子.这可用吗?解决方法看起来您希望默认初始化给定函数期望作为参数的类型的对象.您无法使用auto执行此操作,但您可以编写一个特征来提取函数所需的类型,然后使用它来声明您的变量:然后你就像这样使用它:当然,只要你重载函数,这一切都会失败.

  8. 在C中说“推动一切浮动”的确定性方式

    鉴于我更喜欢将程序中的数字保留为int或任何内容,那么使用这些数字的浮点数等效的任意算术最方便的方法是什么?说,我有我想写通过将转换放在解析的运算符树叶中,无需将表达式转化为混乱是否可以使用C风格的宏?应该用新的类和重载操作符完成吗?解决方法这是一个非常复杂的表达.更好地给它一个名字:现在当您使用整数参数调用它时,由于参数的类型为double,因此使用常规的算术转换将参数转换为double用C11lambda……

  9. objective-c – 如何获取未知大小的NSArray的第一个X元素?

    在objectiveC中,我有一个NSArray,我们称之为NSArray*largeArray,我想要获得一个新的NSArray*smallArray,只有第一个x对象…

  10. c – Setprecision是混乱

    我只是想问一下setprecision,因为我有点困惑.这里是代码:其中x=以下:方程的左边是x的值.1.105=1.10应为1.111.115=1.11应为1.121.125=1.12应为1.131.135=1.14是正确的1.145=1.15也正确但如果x是:2.115=2.12是正确的2.125=2.12应为2.13所以为什么在一定的价值是正确的,但有时是错误的?请启发我谢谢解决方法没有理由期望使用浮点系统可以正确地表示您的帖子中的任何常量.因此,一旦将它们存储在一个双变量中,那么你所拥有的确切的一

返回
顶部