是否可以在 C++ 中创建一个占用少于一个字节内存的类型？

Question

对于我的计算，我只需要使用 7 位space，所以我使用的是 char 类型。但是我想知道是否可以声明我自己的使用少于一个字节内存的类型？

Answer 1

byte是最小可寻址单元，在C++中最小大小为1。内存以字节为单位分配。即使是空 class 也至少有不小于 1 个字节的大小。

Answer 2

即使您尝试创建大小为 1 的位集，它也会消耗一个字节。所以在C++中不可能创建小于一个字节的类型

#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <bitset>         // std::bitset

int main ()
{
  std::bitset<1> foo;
  std::bitset<1> bar (1);
  std::bitset<1> baz (std::string("1"));

  std::cout << "foo: " << sizeof(foo) << '\n';
  std::cout << "bar: " << sizeof bar << '\n';
  std::cout << "baz: " << sizeof baz << '\n';

  return 0;
}

Answer 3

不是真的。在结构内部，您可以使用 bit fields。因此，如果您知道您将需要一定数量的条目，这将是一种节省一些位的方法（但请注意，该结构将始终至少填充到下一个字节总数）。另请注意，由于 "normal" CPUs 无法寻址小于 octet/byte 的数量，因此由于编译器的额外指令，对这些位字段值的访问可能会更慢必须为 get/store 生成一个值 "in the middle"。所以为了节省一点点，你必须花费一些CPU时间。

C++11 standard 在第 1.7 章中说 C++ 内存模型（强调我的）：

The fundamental storage unit in the C++ memory model is the byte. A byte is at least large enough to contain any member of the basic execution character set (2.3) and the eight-bit code units of the Unicode UTF-8 encoding form and is composed of a contiguous sequence of bits, the number of which is implementation- defined.

换句话说：C++中最小的可寻址单元至少是8位宽。

旁注：如果您想知道：there are machines like DSPs that can only address units larger than 8 bits at a time；对于这样的机器，编译器可以将 "byte" 定义为例如 16 位宽。

Answer 4

对于小于一个字节的对象，sizeof 会给出什么？ 0到1之间的整数值？

sizeof 以字节给出其操作数的大小，并且 0 显然不是可能的结果，因此 1最小的可能大小，因为 sizeof 的 return 类型是整数类型。因此，任何对象的内存表示都不能少于一个字节。

Answer 5

假设处理器不是一些与常规硬件完全不同的特殊硬件，使用 7 位而不是 8 位不会有任何好处，因为 8 位字节是最小可寻址单元（除了一些使用超过 8 位到一个字节的奇异机器，在我使用计算机 30 多年的时间里，除了我的一个朋友在暑期实习期间工作的霍尼韦尔大型机外，我没有使用过一台主机，我被邀请参观一天 - 我不知道它是什么型号，所以它可能是一台 18 位或 36 位机器 - 那是大约 1985 年左右）。

因此，假设您可以创建一个 7 字节的大数组 "lumps"，编译器将不得不生成额外的代码来从数组中提取每个 7 字节的元素，因此不用执行一条指令来获取一个 8 位字节，所有访问将至少进行两次操作，有些访问将跨越两个机器字，需要再进行两次操作才能从两个机器字中提取 7 位的相关组合。这是可能的，但它很可能会浪费超过 space 中使用 8 位字所浪费的 1/8。换句话说，即使您可以做到，性能也会下降而不是提高。

如果有一台 512 位字机，这可能是合理的，因为这样您就可以将 73 个 7 位字放入一个 512 位字中。但是 512 位字机并不常见，甚至 x86-64 处理器上设置的 AVX512 指令也不是真正的 512 字节字，您不能（轻松地）访问每第 7 位作为位域，您必须洗牌一次 8、16、32、64 块等。

是否可以在 C++ 中创建一个占用少于一个字节内存的类型？

Is it possible to create a type in c++ that takes less than one byte of memory?

c++

types

byte

primitive-types