Question

我有一个特殊的问题，我有一个16位结构。在结构内部，在成员“x_pos”之后，根据一些外部标志，接下来的5位代表不同的东西。

如果设置了外部标志，则它们是旋转＆amp;缩放参数（rotscale_param），否则高两位是水平和垂直翻转位。

我试图使用union来表示这个结构，但是当我如此sizeof（属性）时，我希望看到2个字节，但结果是4个字节。

我的代码：

typedef unsigned short u16;

struct attribute {
    u16 x_pos : 9;
    union {
        u16 rotscale_param : 5;
        struct {
            u16 unused : 3;
            u16 hflip : 1;
            u16 vflip : 1;
            };
    };
    u16 size : 2;
};

如果有帮助，我正在尝试为此结构制作C代码：

OBJ Attribute 
  Bit   Expl.
  0-8   X-Coordinate           
  When Rotation/Scaling used:
    9-13  Rotation/Scaling Parameter Selection
  When Rotation/Scaling not used:
    9-11  Not used
    12    Horizontal Flip      
    13    Vertical Flip        
  14-15 OBJ Size

以上报价来源：http://problemkaputt.de/gbatek.htm#lcdobjoamattributes

这是一个潜在的解决方案：

typedef struct attr_flag_set {
    u16 x_pos : 9;
    u16 rotscale_param : 5;
    u16 size : 2;
};

typedef struct attr_flag_unset {
    u16 x_pos : 9;
    u16 unused : 3;
    u16 hflip : 1;
    u16 vflip : 1;
    u16 size : 2;
};

union attribute_1 {
    attr_flag_unset attr_unset;
    attr_flag_set attr_set;
};

然而，我不确定这是否是理想的解决方案。

Answer 1

要获得正确的包装并不容易此外，该标准仅允许位填充，而声明属于相同类型来自ISO / IEC 9899 C99，6.7.2.1 Structure and union specifiers：

实现可以分配任何可寻址的存储单元足以容纳一个位域。如果剩余足够的空间，那就是一个位域紧跟在结构中的另一个位字段将被打包进入相同单位的相邻位。如果剩余空间不足，是否将不适合的位域放入下一个单元或重叠相邻单元是实现定义的。的顺序单位内的位域分配（高位到低位或低阶到高阶）是实现定义的。对齐可寻址存储单元未指定。

因此，当您在位域声明中插入位域结构时，这会破坏规则并保留另一个WORD进行存储唯一的解决方法是将声明恢复为两种不同结构的并集：

#pragma pack(1)
union attribute
{
    struct
    {
        u16 x_pos : 9;    //See the homogeneous series of declarations
        u16 rotscale_param : 5;
        u16 size : 2;
    } struct1;
    struct
    {
        u16 x_pos  : 9;    //See the homogeneous series of declarations here also
        u16 unused : 3;
        u16 hflip  : 1;
        u16 vflip  : 1;
        u16 size   : 2;
    } struct2;
};

这适用于C99-C11 不要忘记指示编译器打包数据。正如Mah给我的注意，这可以通过大多数编译器上的pragma或其他编译器的特定语法来实现。而且在这种情况下，打包可以依赖于那些边界线应用程序编译附：还要考虑字节顺序是依赖于编译器的，但实质上取决于CPU的字节顺序，因此在小端机器上运行良好的代码可能会在大端机器上失败。
如果需要完全可移植的代码，最佳做法是使用掩码和移位。

Answer 2

如果您尝试使用hflip vflip创建位文件，我认为您打算执行以下操作：

struct attribute {
    u16 x_pos : 9;
    union {
        u16 rotscale_param : 5;
        struct {
            u16 unused : 3,
                hflip  : 1,
                vflip  : 1;
        } hvflip;
    };
    u16 size : 2;
};

您实际使用unused，hflip和vflip从单个unsigned short创建位域的位置。通过使用3完整unsigned shorts来表示相关的5位，如另一个答案所示，完全忽略了位域的好处/目的。您只需要1 unsigned-short来表示16位。

这是一个简单的例子：

#include <stdio.h>

typedef unsigned short u16;

struct attribute {
    u16 x_pos : 9;
    union {
        u16 rotscale_param : 5;
        struct {
            u16 unused : 3,
                hflip  : 1,
                vflip  : 1;
        } hvflip;
    };
    u16 size : 2;
};

void binprnpad (const unsigned long v, size_t sz);

int main (void) {

    struct attribute attr = { .x_pos = 0b101010101,
                              .rotscale_param = 0b10101, 
                              .size = 0b10 };

    printf ("\n attr.x_pos (%3hu)          : ", attr.x_pos);
    binprnpad (attr.x_pos, 9);

    printf ("\n attr.rotscale_param (%3hu) : ", attr.rotscale_param);
    binprnpad (attr.rotscale_param, 5);

    printf ("\n attr.hvflip.unused (%3hu)  : ", attr.hvflip.unused);
    binprnpad (attr.hvflip.unused, 3);
    printf ("\n attr.hvflip.hflip (%3hu)   : ", attr.hvflip.hflip);
    binprnpad (attr.hvflip.hflip, 1);
    printf ("\n attr.hvflip.vflip (%3hu)   : ", attr.hvflip.vflip);
    binprnpad (attr.hvflip.vflip, 1);

    printf ("\n attr.size (%3hu)           : ", attr.size);
    binprnpad (attr.size, 2);
    printf ("\n\n");

    return 0;
}

void binprnpad (const unsigned long v, size_t sz)
{
    if (!sz) { fprintf (stderr, "error: invalid sz.\n"); return; }
    if (!v)  { putchar ('0'); return; }

    while (sz--)
        putchar ((v >> sz & 1) ? '1' : '0');
}

<强>输出

$ ./bin/struct_nested_bin

 attr.x_pos (341)          : 101010101
 attr.rotscale_param ( 21) : 10101
 attr.hvflip.unused (  5)  : 101
 attr.hvflip.hflip (  0)   : 0
 attr.hvflip.vflip (  1)   : 1
 attr.size (  2)           : 10

如果您有任何问题，请告诉我。

在C中的位域内格式化联合

2 个答案: