這個位域會以我期望的方式工作嗎？

我一直在閱讀關於C中的位字段，C標準如何不強制機器字中字段的任何特定排序，等等。這個位域會以我期望的方式工作嗎？

我希望這個問題適合SO的格式。

我的問題是我的結構（定義如下）是否會按我期望的方式執行。這是我想出了定義，然後我將討論什麼，我想：

typedef enum { 
    STATE_ONE, 
    STATE_TWO, 
    STATE_THREE, 
    STATE_FOUR 
} __attribute__ ((packed)) State; 

typedef struct MyStruct { 
    // One of State enum (maximum of 4 states). 
    unsigned state : 2; 

    // Remaining 30 bits are used differently depending on 'state'. 
    union { 
     // If 'state' is STATE_ONE (0), the remaining bits are an ID number. 
     unsigned id : 30; 

     /* 
     * For all other states, the remaining bits are the 2-tuple: 
     * (buffer A index, buffer B index). 
     */ 
     struct { 
     unsigned bufferAIdx : 16; 
     unsigned bufferBIdx : 14; 
     } __attribute__ ((packed)) index; 
    } __attribute__ ((packed)); 
} __attribute__ ((packed)) MyStruct;

（這是GCC，因此__attribute__指令）。

你也許可以告訴我要去做什麼：根據「狀態」字段的值，我想用剩下的30位來達到不同的目的。它們應該是一個ID號碼，或者是指向不同緩衝區的2元組索引。 而且，MyStruct的每個實例最多可以放入5個字節。

所以我希望能夠做的是什麼這個效果：

MyStruct a, b; 
a.state = STATE_ONE; 
a.id = 123456; 

b.state = STATE_THREE; 
b.index.bufferAIdx = 6; 
b.index.bufferBIdx = 2;

主要是我要找的輸入這是否是「正確的事」的事。換句話說，我在這裏濫用bitfields/union的想法嗎？如果你要成爲這個代碼的維護者，你會在看到這些時恐懼嗎？或者，您是否希望將整個數據對象存儲在uint32_t類型中，並通過掩碼和切換進行操作？

來源

2011-10-13 proc-self-maps

只是出於好奇，爲什麼你關心它是否適合在32位？你打算擁有數以億計的這些？ – Nemo

@Nemo：是的，會有很多這樣的。我相信對於其中一種情況，我們需要在內存中保存約3300萬個（並且內存不是無限的）。但是，根據Didier Trosset已經給出的答案，我可以放寬限制到5個字節，而不是4個字節。 –

請注意，通過使用5字節的結構，並在多於一個字節（使用14,16或30位的字節）上使用打包值，您可能會受到懲罰，將存儲器從32位移動到32位寄存器對齊的內存地址。它不是*只是一個字節的問題。 –

由於任何union或struct的開頭都將在邊界上對齊，因此無法以32位這種方式適合所有數據。你應該全面encapslulate您union和struct其他方式，具體如下（屬性爲便於閱讀，刪除）：

typedef struct MyStruct { 
    union { 
     struct { 
     unsigned state : 2; 
     unsigned id : 30; 
     } 
     struct { 
     unsigned /* unused */ : 2; 
     unsigned bufferAIdx : 16; 
     unsigned bufferBIdx : 14; 
     }; 
    }; 
};

來源

2011-10-13 14:07:59

感謝您提出這一點。但是，我相信如果我放鬆約束條件以使5個字節可用，那麼聯合對齊就可以了。 –

這個位域會以我期望的方式工作嗎？

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