C union 位域转换

Question

我不明白转换位字段时会发生什么。

假设我们有这个 union 和一个示例:

union {
  unsigned char data;
  int d : 3;
  unsigned char m : 3;
}x;

int main() {
  x.data = 182;
  // 182 (binary) -> 1 0 1 1 0 1 1 0
  printf("sizeof(x) = %lu\n", sizeof(x));
  printf("x.data = %d\n", x.data);
  printf("x.d = %d\n", x.d);
  printf("x.m = %d\n", x.m);
  printf("(unsigned char)x.d = %d\n", (unsigned char)x.d);
  printf("(signed char)x.d = %d\n", (signed char)x.d);
  printf("(signed char)x.m = %d\n", (signed char)x.m);
  printf("(unsigned char)x.m = %d\n", (unsigned char)x.m);
  return 0;
}

这是输出:

/*
sizeof(x) = 4
x.data = 182
x.d = -2
x.m = 6
(unsigned char)x.d = 254 //?
(signed char)x.d = -2    //?
(signed char)x.m = 6     //?
(unsigned char)x.m = 6   //?
*/

现在，我理解了 x.data、x.d 和 x.m 输出，但我不理解的是我们得到的结果转换时。

转换时内存中会发生什么？为什么我们会得到这些结果:

• (无符号字符)x.d = 254
• (signed char)x.d = -2
• (签名字符)x.m = 6
• (无符号字符)x.m = 6

编辑:我不明白的是这是如何在内存中处理的，以及在转换时读取哪些部分。我将 182 放入 x.data 中，二进制为 10110110。x.data、x.m 和 x.d 为我提供了预期结果，但为什么 (unsigned char)x.d 返回 254？为什么它不返回 182，因为 x.data 和 x.d 位于同一内存位置，并且我将 x.d 转换为与 x.data 类型相同的无符号字符。

Answer 1

x.d 和 x.m 显示转换没有发生任何变化，这是预期的。 x.d 在两种情况下都具有相同的位模式，但当它被视为有符号时被解释为 -2，当这些相同的位被解释为无符号时被解释为 254。

如果您在 union 内读写一个变量，这些变量被分组在一个 union 中，这一事实将节省空间，但当您写入一个变量并读取另一个变量时，这是未定义的行为。