C++ 2位位域数组可能吗？答案

【问题标题】：C++ 2-bit bitfield arrays possible?C++ 2位位域数组可能吗？
【发布时间】：2014-08-19 11:15:11
【问题描述】：

我有一个这样的 2 位位域结构：

struct MyStruct {
    unsigned __int32 info0  : 2;
    unsigned __int32 info1  : 2;
    unsigned __int32 info2  : 2;
   ...
    unsigned __int32 info59 : 2;
};

还有一个像这样的高达 120... 有没有办法将它们写入和寻址为数组？

【问题讨论】：

也许你可以在std::bitset<240> 周围加上一些东西？
通过形成指向每个元素的指针来访问常规数组，并且您不能拥有指向位域的指针。

标签： c++ bit-fields

【解决方案1】：

如果您出于某种原因不能使用 Paul R 的答案，您始终可以使用带有标准数组的自定义访问器：

static unsigned __int8 infos[30]; // 240 bits allocated

unsigned __int8 getInfo( unsigned short id_num )
{
    return (infos[id_num/4] >> ((2*id_num) % 8) ) & 0x3;
}
// setInfo left as an exercise.

（这里可能需要检查逻辑，我没有测试过。）

【讨论】：

你应该用sizeof替换4，否则很好回答！
@Quentin ：好吧，OP 使用的是 __intxx，它们是位长定义的类型，因此 sizeof 在这里并不是很有用。否则我同意。
我错了，还是这段代码返回了对临时的引用？
另外，我认为移位应该乘以位域元素宽度2。否则你永远不会访问数组元素的上半部分。
@user2079303：它有很大的缺陷。 8 * 40 也不是 240。

【解决方案2】：

我将使用代理对象来创建一个临时引用，该引用可用于使用数组语法操作 2 位项目。这可以很容易地修改为处理 n 位项目。

#include <iostream>

class TwoBitArray {
public:
    typedef unsigned char byte;

    TwoBitArray(unsigned size) : bits(new byte[(size + 3) / 4]) {}
    ~TwoBitArray() { delete bits; }

    class tbproxy {
    public:
        tbproxy(byte& b, int pos) : b(b), pos(pos) {}

        // getter
        operator int() const {
            return (b >> (pos * 2)) & 3;
        }

        // setter
        tbproxy operator=(int value) {
            const byte mask = ~(3 << (pos * 2));
            b = (b & mask) | (value << (pos * 2));
            return *this;
        }

    private:
        byte& b;
        int pos;
    };

    // create proxy to manipulate object at index
    tbproxy operator[](int index) const {
        return tbproxy(bits[index/4], index & 3);
    }

private:
    byte* bits;
};

int main() {
    const int size = 20;
    TwoBitArray a(size);
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        a[i] = i & 3;
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        std::cout << i << ": " << a[i] << std::endl;
}

【讨论】：

我喜欢这个答案，当然感谢您花时间写它！就我而言，这有点矫枉过正，所以我会选择另一个答案。但是，了解为什么您会选择使用代理类而不是简单的访问器方法会很有趣？
@Robin - 如果一个对象在逻辑上形成一个数组，我更愿意使用数组语法访问它。对我来说，为类的用户提供一个干净、简单和明显的接口远远超过任何实现复杂性问题。即使（尤其是如果:)那个用户是我。