C++：bool 是 1 位变量吗？答案

【问题标题】：C++: Is bool a 1-bit variable?C++：bool 是 1 位变量吗？
【发布时间】：2017-10-21 10:20:52
【问题描述】：

我想知道 C++ 中的布尔值是否实际上是 1 位变量。我正在为我的内核开发 PMM，使用（可能是多维的）布尔数组会很安静。但是如果 C++ 中的 bool 长度为 8 位，我不想浪费空间......

编辑：bool[8] 是 1 字节长吗？还是 8 字节？我可以在使用 gcc 时声明类似bool bByte[8] __attribute__((packed)); 的东西吗？正如我所说：我正在编写一个内核。所以我不能包含标准库。

【问题讨论】：

A bool 可以是 1 个字节或更多，具体取决于实现。见fundamental types。
它是1字节（8位），使用位域或手动编写代码来访问内存缓冲区中的位。
至于你的recent question，你似乎对你想要实现的目标很不满意。我会让你有机会在 g-makulik t-online.de 私下联系我，通过电子邮件讨论这个问题，并获得一些严肃而有根据的建议。否则，从this list 阅读一些教科书应该同样为您服务。
@Pavel：请提供对标准的参考，其中 1）一个字节保证为 8 位，2）bool 保证为 1 个字节。
@Olaf 我写的是代码，而不是标准，我更关心我在现实中看到的东西。那些在sizeof(bool) != 1 或CHAR_BIT != 8 的晦涩环境中工作的人不会问这些类型的问题。问题主要是布尔变量是否占用 1 位。

标签： c++ memory-management kernel

【解决方案1】：

不，没有像 1 位变量这样的东西。

c++ 中可以寻址的最小单位是unsigned char。

bool[8] 是 1 字节长吗？

没有。

还是 8 字节？

不一定。取决于目标机器为 unsigned char 占用的位数。

但是如果 C++ 中的 bool 长度为 8 位，我不想浪费空间...

使用std::bitset 或boost::dynamic_bitset（如果需要动态调整大小）处理位时，可以避免浪费空间。

正如@zett42 in their comment 所指出的，您还可以使用位域结构来寻址单个位（但出于缓存对齐的原因，这可能会使用更多空间）：

struct S {
    // will usually occupy 4 bytes:
    unsigned b1 : 1, 
             b2 : 1,
             b3 : 1;
};

【讨论】：

不，没有像 1 位变量这样的东西。 ...除了bit fields。
@zett42 好吧，这些是不同的野兽。但不知何故是的。
@MathiLpHD 你可以使用位域。
您没有提及最初定义的容器以提供 OP 所需的功能。
@Hover THX 用于备份。到目前为止，它只是一个单一的dv。价值肯定会随着时间的推移而发展。如今，基于代表的投票似乎无处不在。顺便提一下 D.J.特朗普等......

【解决方案2】：

bool 使用至少一个（甚至更多）字节的存储空间，所以是的，至少 8 位。

然而，vector<bool> 通常只将bool 存储在一位中，并以代理迭代器的形式存在一些巧妙之处，例如（主要）模仿对实际bool 对象的访问，尽管这不是什么他们存储。原来的 C++ 标准要求这个。最近的一些放宽了要求，允许 vector<bool> 实际上是您通常期望的（即，只是一堆 bool 对象）。然而，尽管要求放宽了，但仍有相当数量的实现继续将它们以打包形式存储在 vector<bool> 中。

但请注意，其他容器类型并非如此——例如，list<bool> 或 deque<bool> 不能使用位压缩表示。

还请注意，由于需要代理迭代器（等等），使用位压缩表示进行存储的vector<bool> 无法满足对普通容器施加的要求，因此您需要注意什么你对他们的期望。

【讨论】：

stackoverflow.com/questions/44101342/c-is-bool-a-1-bit-variable/…
@πάνταῥεῖ：为什么，确切地说，你认为指出错误答案有用吗？
我实际上向您指出了我的评论。出于同样的原因，您的答案很糟糕。
@πάνταῥεῖ：您的评论几乎同样错误。虽然有些人确实认为“vector` 不好，但这种观点充其量只是过于简单化了。其中大多数是基于vector（其他类型）是一个容器这一事实，而vector<bool> 不是。这可能违反预期，但在这种情况下，OP 似乎完全渴望它提供的东西。您对 vector<bool> 的不合理偏见并没有做出敢于提及它的每个答案“坏”。
@MathiLpHD：编写内核代码并不意味着您根本不能使用std:: 函数。标准容器（std::array 除外）可以使用动态分配，因此您需要提供在内核模式下工作的分配器，但不完全是火箭科学。

【解决方案3】：

可寻址内存的最小单位是char。 bool[N] 或 std::array<bool, N> 将使用与 char[N] 或 std::array<char, N> 一样多的空间。

标准允许（尽管不是必需的）std::vector<bool> 的实现可以专门将位打包在一起。

【讨论】：

不正确："bool - 类型，能够保存以下两个值之一：true 或 false。sizeof(bool) 的值是实现定义的，可能与 1 不同。" 来源：en.cppreference.com/w/cpp/language/types
@RichardCritten 完全正确，但不是 OP 期望的那样。如果不同，则只能大于 1。
std::vector<bool> 被认为是坏的，因为各种（和有效的）原因。
@πάνταῥεῖ 这是真的。不幸的是，如果N 在编译时未知，则无法使用std::bitset<N>（与std::vector<bool> 或bool[N] 不同），因此这取决于用例。
@ephemient 好吧，还有boost::dynamic_bitset。