Question

#include <iostream>
#include <type_traits>

struct C
{
    uint32_t x : 2;
    bool y : 2;
};

int main()
{
    C c{0b1};

    std::cout << (static_cast<uint32_t>(0b1) << 31) << std::endl;
    std::cout << (c.x << 31) << std::endl;
    std::cout << (c.x << 10) << std::endl;
    std::cout << std::boolalpha << std::is_same_v<decltype(c.x), uint32_t> << std::endl;
    std::cout << std::boolalpha << std::is_same_v<decltype(c.y), bool> << std::endl;
}

编译

g++ -g  test.cpp -std=c++17

g++ (GCC) 8.2.0

输出

2147483648
-2147483648
1024
true
true

我的问题是关于表达式c.x的类型，其中x是2位位域成员。根据typetraits检查，我得到与类定义中声明的类型相同的类型，但是似乎在运行时不正确，因为当我尝试通过移位设置最后一位时，我得到一个负数。有什么想法吗？

Answer 1

来自C++draft 2019-04-12 conv.prom 7.3.6p5：

7.3.6整体促销

如果int可以表示位字段的所有值，则可以将整数位字段（[class.bit]）的prvalue转换为int类型的prvalue；

来自C++draft 2019-04-12 expr.shift 7.6.7p1：

7.6.7 Shift运算符

移位运算符<<和>>从左到右分组。
   ...
  操作数应为整数或无作用域枚举类型，并执行整数提升。

typeid(c.x)是uint32_t，但是使用<<运算符时，它会隐式转换为int。

c.x是0x1。表达式c.x << 31为0x1 << 31为0x80000000（假设sizoef(int) == 4和CHAR_BIT == 8）。此数字被解释为int，并以twos complement格式等于-2147483648（INT_MIN或std::intergral_limits<int>::min()）。

请注意，由于有符号整数溢出，表达式c.x << 31当前（C ++ 17）调用未定义的行为。

那么，在类定义中声明的类型的意义是什么？

填充。一些编译器将不同类型的位域解释为“填充分隔符”（不知道如何命名）。如果结构中的下一个成员的类型不同于前一个（都是位域），则我希望编译器将第二个成员从新的“新”字节开始。我希望c.x和c.y之间会有一些填充，因为它们的类型不同。如果为struct C { uint32_t y : 2; uint32_t x : 2; }，则编译器更有可能将它们放在同一字节中。请参阅您的编译器文档或other resources。

返回对位域的访问类型

1 个答案: