c - 位域 VS。位掩码

Question

我以前在 C 方面有过一些经验，但是我以前从未见过位域功能。我知道可以使用位掩码来隔离数据结构中的某些位，但是为什么还要使用位域呢？

例如，假设我们要隔离的位是前 3 个最低有效位。然后我们可以写:

/* our bitmasks */
#define FIELD_A (1 << 0)
#define FIELD_B (1 << 1)
#define FIELD_C (1 << 2)

int main(void) 
{ 
    /* the data structure that contains our three fields */
    uint8_t flags;

    /* accessing field A (as a boolean) */
    int bool_a = !!(flags & FIELD_A);

    /* accessing field B (as a boolean) */
    int bool_b = !!(flags & FIELD_B);

    /* accessing field C (as a boolean) */
    int bool_c = !!(flags & FIELD_C);

    return 0;
}

为什么我们会选择这样写:

static struct fields {
    int field_a : 1;
    int field_b : 1;
    int field_c : 1;
};

int main(void) 
{ 
    /* the data structure that contains our three fields */
    struct fields flags;

    /* accessing field A */
    int bit_a = flags.a;

    /* accessing field B */
    int bit_b = flags.b;

    /* accessing field C */
    int bit_c = flags.c;

    return 0;
}

Answer 1

位域比显式位掩码更易于使用，尤其是对于长度大于 1 的情况。手动编码的位操作经常以微妙的方式被破坏。
位域的主要问题是不精确的规范:

是否int类型位域有符号或无符号是实现定义的。

内存中位域的顺序和位置是实现定义的，这使得硬件映射更具风险。即使对于给定的字节序，位域的位置和顺序也没有精确指定，这是一个主要缺点。

特别注意 int field_a : 1;实际上是有问题的:一个 int具有单个位的位域可能读作 -1而不是 1如果设置。您应该使用 unsigned int field_a : 1;等等。