Question

可能重复：
Practical Use of Zero-Length Bitfields

为什么某些结构具有零宽度位域，为什么需要它？

struct foo {
  int    a:3;
  int    b:2;
  int     :0; // Force alignment to next boundary.
  int    c:4;
  int    d:3;
};

int main()
{
        int i = 0xFFFF;
        struct foo *f = (struct foo *)&i;
        printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n", f->a, f->b, f->c, f->d);
        return 0;
}

上述程序的输出是

manav@os-team:~/programs/test$ ./a.out
a=-1
b=-1
c=-8
d=0

请解释为什么这些值是负数，以及结构内部这些变量的内存布局？

Answer 1

来自this first hit on a Google search：

长度为0的位字段必须是未命名的。无法引用或初始化未命名的位字段。零宽度位字段可以使下一个字段在下一个容器边界上对齐，其中容器的大小与位字段的基础类型相同。

至于问题的第二部分，您将结构中位域的部分设置为全1，并且由于这些字段已签名，因此这将导致这些字段的负值。如果将整个结构设置为1并查看有符号和无符号表示中的值，则可以更有效地看到这一点，例如。

int main()
{
    struct foo f;
    memset(&f, 0xff, sizeof(f));
    printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n", f.a, f.b, f.c, f.d); // print fields as signed
    printf("a=%u\nb=%u\nc=%u\nd=%u\n", f.a, f.b, f.c, f.d); // print fields as unsigned
    return 0;
}

Answer 2

内存布局是“它依赖”，你不能指望任何特定编译器的任何特定布局。实际上，通过更改其设置，您可能会看到来自任何给定编译器的不同布局。不要试图猜测，直觉或依赖于布局。

否定 - 所有元素都是int s已签名，因此它们是负数，因为您已将每个位初始化为1，因此您已设置符号位。至于d - 打败了我。错字？

Answer 3

如上所述here，零长度位域增加了位域之间的对齐。如果我们连续有几个位域，它们的布局是紧凑的，但是如果我们想将它们中的一个对齐到字节/字/双字边界，我们需要在它和前一个之间放置一个零长度的位域。

以上链接中的示例：

struct on_off {
                  unsigned light : 1;
                  unsigned toaster : 1;
                  int count;            /* 4 bytes */
                  unsigned ac : 4;     // this and
                  unsigned : 4;        // this and
                  unsigned clock : 1;  // this bitfields are next to each other
                  unsigned : 0;
                  unsigned flag : 1;   // this bitfield is at a 4 bytes boundary.
                 } kitchen ;

Answer 4

数字是负数，因为位域是有符号的，即如果你有一个signed char变量，它的大小是8位，可以容纳256个不同的值。一半的值是正数，其余的是负数和0.最高有效位表示符号（1表示负数，0表示正数）。关于零长度位域，请参见此处：Practical Use of Zero-Length Bitfields

什么是零宽度位域

4 个答案: