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Rivand
Asked:2022-04-16 19:57:02 +0000 UTC2022-04-16 19:57:02 +0000 UTC

如何在编译时获取结构位域的大小？

  • 772

有一点结构。是否可以在编译时找出该结构字段的大小（以位为单位）？结构本身就在一边，您无法更改其代码。

// Код, недоступный для изменения.
#pragma pack( push, 1 )
struct Foo {
   uint16_t field_a : 12;
   uint8_t field_b : 6;
   uint8_t field_c: 8;
};
#pragma pack( pop )

// Как получить размер field_b структуры?
size_t size_of_field_b = ???; // Должны получить 6.
c++

1 个回答

  1. Best Answer

    没有可移植的（在 C++ 编译器的所有实现中工作）方法来找出位字段的大小（位数）。有一些方法可能有效，但在一般情况下不能保证。

    可用于计算位域大小的基本概念是找到可写入该位域的最大值，该最大值表示为该域分配的可能位数。但是，应考虑以下限制：

    • 如果您将一个值分配给一个不明确适合其中的位字段，它很可能会被简单地截断，但实现可以自由选择不同的行为。例子：

      uint8_t field_b : 6 = 127;

      for clang 将打印一条关于将 127 截断为 63（可以存储在 6 位中的最大值）的警告：

      implicit truncation from 'int' to bit-field changes value from 127 to 63 
[-Wbitfield-constant-conversion]

    • 位域的指定大小可以超过底层类型的位宽，例如：

      uint8_t field_b : 16;

      在这种情况下，不适合基础类型的位将无法通过位域获得，并且将充当占位符，直到封闭类的下一个成员或结尾。可能的警告：

      width of bit-field 'field_b' (16 bits) exceeds the width of its type; 
value will be truncated to 8 bits [-Wbitfield-width]

      那。尽管位字段的大小设置为 16，但在字段中写入超过 8 位的值是行不通的。因此，通过写入“最大值”来确定大小是行不通的.

    如果我们假设上述限制不适用于我们的案例，那么代码可以是这样的（基于wololo评论中的代码）：

    #include <iostream>
#include <cstdint>
#include <bit>

#pragma pack( push, 1 )
struct Foo {
   std::uint16_t field_a : 12;
   std::uint8_t  field_b : 6;
   std::uint8_t  field_c : 8;
};
#pragma pack( pop )

template <int bit_width>
void test() {
    std::cout << bit_width << '\n';
}

int main() {
   constexpr Foo foo{0, static_cast<std::uint8_t>(-1), 0};
   constexpr int width_b = std::bit_width(foo.field_b);
   test<width_b>();
}

    结论：

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