應該使用int類型的位字段嗎？

從草案C++標準（N3337）：如果值true或false被存儲到任何尺寸的bool類型的位字段應該使用int類型的位字段嗎？

9.6位字段

4（包括一一位比特字段），原始值和比特字段的值應相等。如果枚舉器的值存儲在相同枚舉類型的位字段中，並且位字段中的位數足夠大以容納該枚舉類型（7.2）的所有值，則原始枚舉器值和比特值的值應該相等。

對於其他類型的位字段，這個標準是非承諾的。爲了理解克++（4.7.3）如何與其它類型的位字段的交易，我使用了以下測試程序：

#include <iostream> 

enum TestEnum 
{ 
    V1 = 0, 
    V2 
}; 

struct Foo 
{ 
    bool   d1:1; 
    TestEnum  d2:1; 
    int   d3:1; 
    unsigned int d4:1; 
}; 

int main() 
{ 
    Foo foo; 
    foo.d1 = true; 
    foo.d2 = V2; 
    foo.d3 = 1; 
    foo.d4 = 1; 

    std::cout << std::boolalpha; 

    std::cout << "d1: " << foo.d1 << std::endl; 
    std::cout << "d2: " << foo.d2 << std::endl; 
    std::cout << "d3: " << foo.d3 << std::endl; 
    std::cout << "d4: " << foo.d4 << std::endl; 
    std::cout << std::endl; 

    std::cout << (foo.d1 == true) << std::endl; 
    std::cout << (foo.d2 == V2) << std::endl; 
    std::cout << (foo.d3 == 1) << std::endl; 
    std::cout << (foo.d4 == 1) << std::endl; 

    return 0; 
}

輸出：

 
d1: true 
d2: 1 
d3: -1 
d4: 1 

true 
true 
false 
true

我被的線驚訝輸出對應於Foo::d3。輸出結果與ideone.com相同。

由於該標準對於int類型的比特字段的比較是非承諾的，所以g ++似乎沒有違反標準。這讓我想起了我的問題。

是使用int類型的位字段的一個壞主意嗎？它應該泄氣嗎？

來源

2014-09-19 R Sahu

那麼，我至少會對位字段使用'unsigned'類型，任何'signed'類型在語義上都沒有真正意義。 – 2014-09-19 18:58:16

是的，int類型的位域是一個壞主意，因爲它們的簽名是實現定義的。改爲使用signed int或unsigned int。

對於非位域聲明，類型名int是完全等同於signed int（或int signed，或signed）。 short,long和long long的模式相同：未修飾的類型名稱爲，簽名的版本，您必須添加unsigned關鍵字來命名相應的無符號類型。

由於歷史原因，位域是一種特殊情況。用int類型定義的位域相當於或者到與signed int相同的聲明，或者與unsigned int相同的聲明。選擇是實現定義的（即，它取決於編譯器，而不是程序員）。位字段是int和signed int不是（必然）同義的唯一上下文。這同樣適用於char，short,long和long long。

引述C++ 11標準，部分9.6 [class.bit]：

它實現定義是否一個普通的（既沒有明確簽署也無符號）char，short， int，long，或long long位字段是帶符號。

（我不能完全肯定這樣做的理由的。的C很老的版本沒有的unsigned關鍵字，和無符號位字段通常比籤位字段更有用，這可能是一些早期的C編譯器在引入unsigned關鍵字之前實現了位字段，即使聲明爲int，默認情況下使位字段無符號可能只是一個方便的問題，沒有真正的理由保持規則，而不是避免破壞舊代碼。）

大多數位字段的目的是無符號的，這當然意味着它們應該這樣定義。

如果你想有一個簽署位字段（比方說，一個4位字段，它可以代表的數值從-8至+7，或者從-7到+7非二進制補碼系統），然後，你應該明確地將其定義爲signed int。如果你將其定義爲int，那麼一些編譯器會將其視爲unsigned int。

如果你不關心你的位字段是否帶有符號，那麼你可以將它定義爲int - 但如果你定義一個位字段，那麼你幾乎可以肯定做護理無論是簽署或無符號。

來源

2014-09-19 19:33:44

int是signed，並且在C++ Two's complement可以被使用，所以在第一int的字節標誌可以被存儲。當signed int有2位時，它可以等於1,0 see it working。

來源

2014-09-19 19:02:43 GingerPlusPlus

@Praetorian雖然他們要求籤名。所以1位有符號字段沒有多大意義。 – rici 2014-09-19 19:09:08

@rici在我評論的時候，答案意味着總是使用補碼。我只是指那部分。 – Praetorian 2014-09-19 19:11:50

這完全合乎邏輯。 int是一個有符號整數類型，如果底層體系結構使用二進制補碼錶示有符號整數（如同所有現代體系結構一樣），那麼高位是符號位。因此，1位有符號整數位域可以取值0或-1。例如，一個3位有符號整數位域可以取值在-4和3之間（包括兩端）。

只要你理解二進制補碼錶示法，沒有理由對全部有符號整數位域進行全面禁止。

來源

2014-09-19 19:17:08 TonyK

看rici和Keith Thompson的答案，問題不在於平臺是使用二進制補碼錶示還是補碼錶示。問題是'int'在位域中使用時可以是'signed int'或'unsigned int'。明確這種類型更有意義。 – 2014-09-19 20:37:02

@RSahu：謝謝你！我並不知道'int'位域可以是有符號或無符號的。 – TonyK 2014-09-21 14:52:42

我不知道，直到他們發佈他們的答案。 – 2014-09-21 15:31:29

您可以絕對使用unsigned任何大小的位字段，其大小不得大於unsigned int的大小。雖然signed位字段是合法的（至少如果寬度大於一），我個人更喜歡不使用它們。但是，如果您確實想要使用帶符號的位字段，則應明確將其標記爲signed，因爲它與實施有關，以確定不合格的int位字段是帶符號還是無符號。（這類似於char，但沒有明確的不合格char*文字的複雜化的特徵。）

從這個角度來說，我同意int位字段應該氣餒。[注1]儘管我不知道任何實現中的位字段是隱式無符號的，但它肯定是被標準允許的，因此如果您不明確指示符號，那麼對於特定於實現的非預期行爲有很多機會。

該標準規定了一個有符號整數表示由可選的填充位，正好一個符號位和值位組成。雖然該標準並不保證至少有一個值位，並且如OP所示，gcc並不堅持存在 - 我認爲這是標準的可信解釋，因爲它明確允許不存在填充比特，並且不具有對應於值比特的任何這種措詞。

在任何情況下，只有三個允許可能簽署表示：

2的補數，其中單位字段由1的應該被解釋爲-1
1的補和符號量級。在這兩種情況下，允許由1組成的單比特字段是陷阱表示，因此唯一能夠在1比特有符號比特字段中表示的數字是0。

由於移植的代碼不能假定1位籤位字段可以表示任何非零值，它似乎是合理的堅持，一個符號位，場至少有2位，無論您解釋標準實際需要或不需要。

注：

事實上，如果不是因爲一個事實，即字符串文字明確不合格，我寧願始終指定unsigned char。但是沒有辦法在這一點上回滾歷史。）

來源

2014-09-19 19:37:54 rici

應該使用int類型的位字段嗎？

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