c++ - 数组 + union + 包含位字段 C++ 的结构

Question

我只是在玩位域，遇到了一些我不太清楚如何解决的问题。

(关于平台的注意事项:int 的大小 = 2 字节，long = 4 字节，long long = 8 字节 - 认为值得一提，因为我知道它可能会有所不同。此外，'byte' 类型被定义为 'unsigned char' )

我希望能够创建一个包含两个 36 位变量的数组，并将它们放入一个包含 9 个字节的数组的 union 中。这是我想出的:

typedef union {
  byte bytes[9];
  struct {
    unsigned long long data:36;
  } integers[2];
} Colour;

我的理论是，编译器会意识到应该有两个位域作为匿名结构的一部分，并将它们放在 9 字节的空间中。然而，事实证明它们在字节边界处对齐，因此并集占用 10 个字节而不是 9 个字节，这非常合理。

那么问题是，有没有一种方法可以像这样创建一个包含两个位字段的数组？我考虑过 'packed' 属性，但编译器只是忽略了它。

虽然这按预期工作(sizeof() 返回 9):

typedef union {
  byte bytes[9];
  struct {
    unsigned long long data0:36;
    unsigned long long data1:36;
  } integers;
} Colour;

最好将其作为数组访问。

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编辑: 感谢 cdhowie 解释了为什么这行不通。

幸运的是我想到了一个方法来实现我想要的:

typedef union {
  byte bytes[9];
  struct {
    unsigned long long data0:36;
    unsigned long long data1:36;
    unsigned long long data(byte which){
      return (which?data1:data0);
    }
    void data(byte which, unsigned long long _data){
      if(which){
        data1 = _data;
      } else {
        data0 = _data;
      }
    }
  } integers; 

} Colour; 

Answer 1

如果您希望每个位域正好是 36 位宽，则不能直接使用数组来执行此操作。

指针必须与字节边界对齐，指针就是这样。由于在大多数情况下数组的功能类似于指针(有异常(exception))，这对于包含许多不能被 8 整除的位的位域来说是不可能的。(你会期望 &(((Colour *) 0)->integers[1]) 如果位域被打包则返回？什么值才有意义？)

在您的第二个示例中，位域可以紧密打包，因为幕后没有进行指针数学运算。对于可通过指针寻址的事物，它们必须落在字节边界上，因为字节是用于“测量”指针的单位。

您会注意到，如果您尝试在第二个示例中获取 (((Colour *) 0)->integers.data0) 或 data1 的地址，正是由于这个原因，编译器将发出错误。