您可以直接从 C++ 中的位域中提取位掩码吗？答案

【问题标题】：Can you extract bitmask directly from bitfield in C++?您可以直接从 C++ 中的位域中提取位掩码吗？
【发布时间】：2021-11-27 06:58:58
【问题描述】：

考虑以下示例：

#include <iostream>

using namespace std;

struct Test
{
    uint8_t A:1;
    uint8_t B:1;
    uint8_t C:1;
    uint8_t D:1;
};

int main()
{
    Test test;
    test.A = 1;
    test.B = 0;
    test.C = 1;
    test.D = 0;
    
    int bitmask = test.A | (test.B << 1) | (test.C << 2) | (test.D << 3);
    
    cout << "Size: " << sizeof(test) << ", bitmask: " << bitmask;

    return 0;
}

我假设位域中的数据以某种方式表示为位掩码？我想知道是否有一种方法可以直接获取位掩码，而无需遍历并移动所有成员。在这种情况下，这没什么大不了的，但如果你有很大的位域，它会变得非常乏味。

例如，如果我能做这样的事情会很棒：

int bitmask = (int)test;

这当然行不通。有什么方法可以实现类似的稳健性？

【问题讨论】：

“我假设位域中的数据以某种方式表示为位掩码？”这甚至没有意义。数据是一个值。位域自身有一个位掩码，定义了它在字中的范围，但它与位域中的数据完全分开。当您已经拥有位域时为什么需要该位掩码是一个谜，正如您所说的“转移所有成员”的意思。不清楚你在问什么。
@user207421 他想要做的是将位域的结构转换为 int，这样如果您可以将结构转换为 int，每个位长的位域都会出现在 int 中。但我确信int bitmask2 = *(int*)&test; 是UB，因为它是双关语
@JerryJeremiah 由 OP 来澄清他的问题，而不是由我们来猜测他的意思。
@user207421 我没有猜到 - 我是在改写这个问题。

标签： c++ bit-fields bitmask

【解决方案1】：

假设要转换整个结构体，并且存在一个与结构体大小相同的整型：

Test test;
test.A = 1;
test.B = 0;
test.C = 1;
test.D = 0;

cout << (int)std::bit_cast<char>(test) << '\n';

std::bit_cast 是 C++20 功能。

这里使用char，因为它的大小与Test 相同。我将结果转换为int，否则cout 会将结果数字解释为字符代码。

另一种解决方案是将memcpy 结构（或其一部分）转换为整数：

char ch;
std::memcpy(&ch, &test, 1);
cout << (int)ch << '\n';

与bit_cast 不同，这不需要现代编译器，并允许您检查结构的特定部分（假设该部分是字节对齐的）。

【讨论】：