使用位域比较 C 中的结构

Question

所以我实在是无法理解这两个代码段的区别。我对位域的了解是我在内存中保留了多少位我将用于这个 int。但为什么负数出现在 2nd Struct 中？

#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef struct {
        unsigned int i:1;
        unsigned int k:31;
        int x;
}Struc1;
typedef struct{
        int i:1;
        int k:4;
        int x;
}Struc2;
int main()
{
        Struc1 s1={1,13,13};
        printf("%d %d %d\n",s1.i,s1.k,s1.x);
        Struc2 s2={1,13,13};
        printf("%d %d %d\n",s2.i,s2.k,s2.x);
        return 0;
}

输出:

1 13 13
-1 -3 13

Answer 1

这是 C 中 int、signed int 可能不同的地方。

使用位字段，没有signed 或unsigned 的int 可能被视为 signed int 或 unsigned int。根据 OP 报告的输出，此实现定义的 int 行为类似于 signed int。

typedef struct{
  int i:1;  // like signed int i:1; for OP
  int k:4;  // like signed int k:4; for OP
  int x;
}Struc2;

i 位域的范围可能是 [-1...0] 而 k 的范围是 [-8 ...7]。通过 Struc2 s2={1,13,13}; 初始化一个有符号整数，其值超出其范围是实现定义的(详细信息:C11dr 6.3.1.3 3).

一个常见的实现定义行为是环绕。所以像 Struc2 s2 = {1-2, 13-16, 13}; 或 Struc2 s2 = {-1, -3, 13};

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使用位域时，建议尽可能使用unsigned。如果需要 int 位域，请使用 signed int。