包含位域的结构的大小

Question

我有一个struct如下。

struct A {
  uint32_t a : 1;
  uint32_t b : 1;
};

struct A 标准是否保证尺寸为 4？是否有可能用编译器代替 struct A 仅使用一个字节，因为它正好使用两位？

struct B {
  uint32_t a : 1;
  uint32_t b : 1;
  uint32_t c : 30;
} b;

如果我想将 b 中的位域设置为零，因为 sizeof(struct B) = 4，我觉得这样做很好 *(uint32_t*)&b = 0。但是我看到很多关于 SO 的讨论都认为这样的指针转换是一种不好的做法。我想知道是什么让 *(uint32_t*)&b = 0 变坏了，我应该怎么做（我知道我可以使用 memset 来重置位域，但我对其他可移植的方式很感兴趣）。

Answer 1

第一个问题，可以加个对齐，但是这样会影响执行效率：

#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct A {
    uint32_t a : 1;
    uint32_t b : 1;
};
#pragma pack(pop)

第二个问题，可以定义成union

union B {
    struct {
        uint32_t a : 1;
        uint32_t b : 1;
        uint32_t c : 30;
    };
    uint32_t u;
} b;

// set the bitfields in b to zero
b.u = 0;

Answer 2

Is struct A guaranteed by the standard to have size 4?

没有。可能是 4 号，也可能不是。

Is it possible that a compiler instead uses only one byte for struct A since it uses exactly two bits?

是的，可能。

I wonder what makes *(uint32_t*)&b = 0 bad here ...

赋值可能不足以清零 b。
罕见：可选类型 uint32_t 可能不存在。
代码存在别名问题。

... and what I should do

要将 b 归零，请分配一个 struct B 为零。研究复合文字。请注意，下面的代码适用于各种类型，而不仅仅是 struct 和 bit-fields.

b = (struct B){0};

或者，如果您想要一个 non-zero 值：

b = (struct B){.a = 0, .c = 42, .b = 1};

位域很棘手。使用 signed int、unsigned int 和 _Bool 而不是 uint32_t 以获得最大的可移植性。

A bit-field shall have a type that is a qualified or unqualified version of _Bool, signed int, unsigned int, or some other implementation-defined type. It is implementation-defined whether atomic types are permitted. C17dr § 6.7.2.1 5

包含位域的结构的大小

the size of a struct containing bitfields

c

pointers

bit-fields

strict-aliasing