是否有一种方法可以改变变量在内存中的存储方式(位大小)

Is there a way to change how a variable is stored in memory (bit sizes)?

本文关键字：内存 存储 方式 改变 一种 方法 是否 变量      更新时间：2023-10-16

假设我有以下数据结构(伪代码):

struct
{
  uint8  id;
  bool   failure;
  uint8  value;
}

现在，假设我希望数据以以下方式存储在内存中:

bit 7-6: id第5位:失败Bit 4-0: value

在C/c++/Visual Studio中是否有这样的方法?我知道你可以用Ada来做，但这并不意味着什么。

编辑:抱歉不清楚，我确实需要一个特定的内存布局。此结构将用于通过串行通道发送的消息，它需要符合接口规范

您可以使用C位域:

struct
{
  uint8 id : 2;
  bool failure : 1;
  uint8 value : 5;
};
然而，尽管可以减少结构体*使用的内存量，但这并不能保证任何特定的内存布局;为每个字段分配的特定位取决于编译器和/或平台ABI。如果您需要为特定字段分配特定的位索引，则需要手动打包和解包。或者，如果您的代码不需要可移植，您可以查看编译器如何打包位字段，并相应地对结构体的成员进行排序。

* - C标准对位域布局的限制很少，c++更少。通常这将导致更少的内存使用，但如果编译器决定它将使用的最小位字段分配单元是32位字段或其他东西，那么大小实际上可能会增加。参见ISO/IEC 9899:1999 (E)§6.7.2.1/10

struct
{
  int  id     :2;
  bool failure:1;
  int  value  :5;
}

对于原始数据的答案，您基本上将数据放入uint8_t并使用位掩码和位移位来提取数据，一个示例实现可以是:

class MyData
{
private:
    uint8_t data;
public:
    MyData() : data(0) {}
    MyData(uint8_t id, bool failure, uint8_t value) : data(0)
    {
        Id(id);
        Failure(failure);
        Value(value);
    }
    uint8_t Id()
    {
        return (data>>6);
    }
    void Id(uint8_t id)
    {
        data &= 0x3F;
        data |= ((id&0x3)<<6);
    }
    bool Failure()
    {
        return (data & 0x20);
    }
    void Failure(bool failure)
    {
        if(failure)
        {
            data |= 0x20;
        }
        else
        {
            data &= 0xDF;
        }
    }
    uint8_t Value()
    {
        return (data & 0x0F);
    }
    void Value(uint8_t val)
    {
        data &= 0xF0;
        data|=(val&0xF);
    }
};

让我们以Id为例，你想要设置两个最高阶位，位掩码这是0xC0。当然，你必须把它的6位移下来得到实际的值，否则你会得到128 iso 2。我去掉了掩码，因为实际上没有高阶比特，而比特滤波去掉了低阶比特。

设置它是类似的，你想要覆盖之前的数据，这是指令1 (ox3F==00111111b)， and操作符清除掩码中为0的部分，并且不触及其他位。指令2使用or运算符将(先前清除的)高阶位设置为新值，而保留原始值，因为低阶位是0和a|0==a。

其他部分是类似的，希望这对你的方式有帮助... .

总结起来，检索是"应用掩码和位移位"，存储是"使用&并使用"|"存储位。当然，一旦你传递多字节值，事情就变得更加复杂了(你必须考虑到字节顺序)。

这应该可以使用位字段。在这种特殊情况下，c++代码将是:

struct
{
    uint8  value : 5; // bits 0-4
    bool   failure : 1; // bit 5
    uint8  id : 2; // bit 6-7
};

注意:一定要检查编译器文档，因为位排序和内存填充可能会影响可移植性。请参见http://en.wikipedia.org/wiki/Bit_field获取更多信息或google获取c++位字段。

有一些特定于平台的方法可以使struct以这种方式打包。如果你想遵循规范，你必须手动打包到uint8缓冲区或类似的东西。编译器将尊重其他建议的解决方案中字段的大小，但可以选择任何方式将它们打包到结构体中。例如，它可以在结构体的字段之间放置未使用的填充，以实现速度优化。

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