布尔在内存中如何表示？

Question

正如已经讨论过的in the docs，bool 数据类型至少占用一个字节的内存。之前在 SO 上提出了类似的问题 (How a bool type variable is stored in memory? (C++))，但这个讨论和文档似乎只讨论布尔数据类型占用的空间量，而不是当我 在内存中实际发生的情况这样做：

bool b = true;

那么内存中到底发生了什么？未用于存储此信息的 7 位会发生什么？标准是否为此规定了行为？

它们是未定义的吗？还是 C++ 总部的某个人这样做了：

enum bool : char 
{
  false = 0,
  true = 1
};

Answer 1

标准规定 bool 值表现为整数类型，但并未指定它们在内存中的具体表示：

“bool 类型的值是 true 或 false。如下所述，bool 值表现为整数类型。bool 类型的值参与整数促销” _{~C++03 3.9.1 §6}

“整数类型的同义词是整数类型。整数类型的表示应使用纯二进制计数系统定义值” _{~ C++03 3.9.1 §7}

然而它定义了从bool到int的整体提升：

“bool 类型的右值可以转换为 int 类型的右值，false 变为 0，true 变为 1。这些转换称为积分提升。” _{~ C++03 4.5 §4-5}

以及从其他类型转换为bool:

“零值、空指针值或空成员指针值转换为false；任何其他值转换为true。” ~ C++03 4.12 §1

Answer 2

该标准没有强制要求布尔值的二进制表示；它只是说，当转换为其他整数类型时，true bool 将变为 1，false bool 将变为 0。

这当然暗示了一种在精神上与您所说的类似的实现，在这种实现中，此类转换将基本上变成无操作或纯整数扩展（但请记住，bool 被强制为原始类型，而不是枚举类型)。

Answer 3

你可以通过复制内存来测试这样的事情，忽略它是哪种类型。该程序读取test_bool的原始内存值并将其放入test_int，以便您打印。

int test_int = 0;
bool test_bool;

test_bool = true;
memcpy (&test_int, &test_bool, sizeof(bool));
printf ("True value is: %d\n", test_int);

test_bool = false;
memcpy (&test_int, &test_bool, sizeof(bool));
printf ("False value is: %d\n", test_int);

对我来说，这个程序给出了：

True value is: 1
False value is: 0

Answer 4

几个月以来我没有使用 C++ 编程，但 AFAIR 规则如下： 0 - 错误； 任何不同于 0 的值 - 真； （默认情况下它是 1，但如果你将它从其他整数值转换为 AFAIR，例如 2 也将被视为真）。

因此，您可以说 C++ 在某种程度上浪费了内存（其他方面也是如此），因为它只能使用一位，但那时编译器更简单。

在 C++ 中，您还可以定义位域 (bit fields in wikipedia)，但不经常使用。