c - 位 vector 运算和字节顺序

Question

我在我的软件中进行了大量的位 vector 运算。例如:假设我需要存储有关候选“n”的 bool 信息，我执行以下操作:

uint64_t *information_vector;
uint32_t pos = n / 64;
uint32_t bit_pos = n % 64;

information_vector[pos] |= (1 << bit_pos);

我在阅读该信息时遵循类似的程序:

uint32_t pos = n / 64;
uint32_t bit_pos = n % 64;
if (information_vector[pos] & (1 << bit_pos)) {
       // do something
}

同时，我还将 information_vector 写入磁盘并再次读回。现在，我正在尝试解决一个让我做噩梦的错误，我突然意识到 Endianess 可能是这里的罪魁祸首，但我无法解释。有什么办法可以检查吗？这种位 vector 操作通常是字节序安全的并且跨架构吗？

我还发现，在代码中的某个位置，我在另一个位 vector 中为同一候选者设置了一些其他信息:

uint8_t byte_position = n / 8;
uint8_t bit_position = n % 8;
another_information_vector[byte_position] |= (1 << bit_position);

我通常通过对这些位 vector 进行“与”运算来找到常见的属性集。

Answer 1

一般来说，如果您始终使用相同的类型访问位 vector (在您的情况下是 uint64_t )，并且您访问数据的所有系统的字节序是相同的，那么字节序将不会成为一个问题。

不过，让自己放心的最简单方法是将对象的地址转换为 char*和取消引用，这将使您按照它们在内存中的排列顺序一次看到一个字节。

更新:我刚刚观察到你的第三个代码块似乎计算 byte_position通过这样做n % 8 。

如果您有时会写出 uint64_t 的数组，有时将其视为 uint8_t 的数组，那么如果您的系统是小尾数法，您的结果可能会出乎意料。

避免此问题的最佳方法是保持类型一致。

To make this problem more concrete, consider the following example:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(){
    uint64_t myVector = 1 << 2; // set second bit of LSB
    uint8_t * ptr = (uint8_t *) &myVector;
    int i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
       printf("%x\n", ptr[i]);
}

在我的小端上 x86系统，这将打印 4接下来是 7 0的，因为最高有效字节存储在 uint64_t 中最高地址的地址处。 。如果您习惯于思考从最重要到最不重要、从左到右排列的位，这可能会与您的直觉相悖。