c中的结构位值问题答案

【问题标题】：Issue with struct bit values in cc中的结构位值问题
【发布时间】：2019-06-17 07:04:38
【问题描述】：

您好，我正在尝试使用 struct 在 c 中将十进制值转换为二进制。以下是我的代码：

#include <stdio.h>
struct binary{
    int bin:1 ;
};
void main(void){
    int dec = 24;
    struct binary bi[32];
    //printf("%d\n",sizeof(struct binary));
    for(int i = 0 ; i < 32 ; i++){
        int k = dec & 1;
        bi[i].bin = k;
        dec = dec >> 1;
        //printf("%d ",k);
    }
    for(int i = 31 ; i >= 0 ; i--){
        printf("%d ",bi[i].bin);
    }
}

当我打印值时，我在位字段 (0000_0000_0000_0000_0000_0000_000-1_-1000) 中看到 -1 代替了 1。有人可以知道为什么会这样吗？而且我认为结构的大小是 1 位，但是当我执行 sizeof(struct binary) 时，它显示为 4 个字节，你知道为什么吗？

TIA

【问题讨论】：

@sandywho 使用 unsigned int bin:1 ;
int bin:1; 表示您仅使用 1 位有符号值。编译器会将其保存在整数大小的内存中。要获得 1 而不是 -1，请将 bit 定义为 unsigned bin : 1;
@sandywho 当您打印sizeof(struct binary) 时，您得到了什么价值？如果你打印sizeof(bi)，你会得到什么尺寸？
为此使用结构没有任何优势，与仅使用 int 或 unsigned int 数组相比，由于结构填充，sizeof(struct binary) 将成为 sizeof(int)。
@user3386109 分别为 4 和 128

标签： c struct bit-manipulation bit

【解决方案1】：

定义一个 1 位大的位域是毫无意义的，而且标准定义也很差。未指定位域的大多数方面，包括 int 位域应计为有符号还是无符号。最好的建议是 100% 远离位域，尤其是在处理二进制内存映射时。

值得注意的是，您实际上并没有转换任何东西 - 您只是逐位复制一个 32 位 int，您可以一次复制整个 32 位。由于程序中的所有数据都已经是二进制形式，因此无需进行任何转换。只需调整打印程序：

uint32_t dec = 0xDEADBEEF;
const size_t bits = 8*sizeof(dec);
for(size_t i=0; i<bits; i++)
{
  uint32_t mask = (1u << (bits-i-1));  // mask from MSB to LSB
  printf("%d", (_Bool)(dec & mask));   // convert zero/non-zero value into 0 or 1
}

输出：

11011110101011011011111011101111

【讨论】：

【解决方案2】：

那是因为您使用的是带符号的 int 并且分配了一位用于表示符号。

你应该使用 unsigned int 例如：

#include <stdio.h>
struct binary{
    unsigned int bin:1 ;
};
void main(void){
    int dec = 24; 
    struct binary bi[32];

    for(int i = 0 ; i < 32 ; i++){
        int k = dec & 1;
        bi[i].bin = k;
        dec = dec >> 1;

    }   
    for(int i = 31 ; i >= 0 ; i--){
        printf("%u ",bi[i].bin);
    }   
}

【讨论】：

int 位域是有符号还是无符号，标准没有定义。它很可能被认为是无符号的——我们不知道，因为标准对位域的定义太差了。