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ANSI C 是否支持有符号/无符号位字段？

发布于 2024-07-07 11:09:32 字数 25 浏览 5 评论 0原文

将位域限定为有符号/无符号有意义吗？

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娇纵 2024-07-14 11:09:32

标准 (ISO/IEC 9899:1999) 的相关部分是 6.7.2.1 #4：

位字段应具有合格或不合格的类型
_Bool、signed int、unsigned int 或其他一些实现定义的版本
类型。

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清眉祭 2024-07-14 11:09:32

是的。来自此处的示例：

struct {
  /* field 4 bits wide */
  unsigned field1 :4;
  /*
   * unnamed 3 bit field
   * unnamed fields allow for padding
   */
  unsigned        :3;
  /*
   * one-bit field
   * can only be 0 or -1 in two's complement!
   */
  signed field2   :1;
  /* align next field on a storage unit */
  unsigned        :0;
  unsigned field3 :6;
}full_of_fields;

只有您知道它在您的项目中是否有意义; 通常，如果该字段可以有意义地为负值，则它适用于具有多于一位的字段。

Yes. An example from here:

struct {
  /* field 4 bits wide */
  unsigned field1 :4;
  /*
   * unnamed 3 bit field
   * unnamed fields allow for padding
   */
  unsigned        :3;
  /*
   * one-bit field
   * can only be 0 or -1 in two's complement!
   */
  signed field2   :1;
  /* align next field on a storage unit */
  unsigned        :0;
  unsigned field3 :6;
}full_of_fields;

Only you know if it makes sense in your projects; typically, it does for fields with more than one bit, if the field can meaningfully be negative.

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薄荷港 2024-07-14 11:09:32

将变量限定为有符号或无符号非常重要。编译器需要知道在比较和转换期间如何处理变量。检查此代码的输出：

#include <stdio.h>

typedef struct
{
    signed s : 1;
    unsigned u : 1;
} BitStruct;

int main(void)
{
    BitStruct x;

    x.s = 1;
    x.u = 1;

    printf("s: %d \t u: %d\r\n", x.s, x.u);
    printf("s>0: %d \t u>0: %d\r\n", x.s > 0, x.u > 0);

    return 0;
}

输出：

s: -1    u: 1
s>0: 0   u>0: 1

编译器使用单个位（1 或 0）存储变量。对于有符号变量，最高有效位确定符号（高位被视为负数）。因此，有符号变量虽然以二进制形式存储为 1，但会被解释为负数。

扩展一下这个主题，无符号两位数的范围是 0 到 3，而有符号两位数的范围是 -2 到 1。

It's very important to qualify your variables as signed or unsigned. The compiler needs to know how to treat your variables during comparisons and casting. Examine the output of this code:

#include <stdio.h>

typedef struct
{
    signed s : 1;
    unsigned u : 1;
} BitStruct;

int main(void)
{
    BitStruct x;

    x.s = 1;
    x.u = 1;

    printf("s: %d \t u: %d\r\n", x.s, x.u);
    printf("s>0: %d \t u>0: %d\r\n", x.s > 0, x.u > 0);

    return 0;
}

Output:

s: -1    u: 1
s>0: 0   u>0: 1

The compiler stores the variable using a single bit, 1 or 0. For signed variables, the most significant bit determines the sign (high is treated negative). Thus, the signed variable, while it gets stored as 1 in binary, it gets interpreted as negative one.

Expanding on this topic, an unsigned two bit number has a range of 0 to 3, while a signed two bit number has a range of -2 to 1.

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总攻大人 2024-07-14 11:09:32

是的，它可以。 C 位字段本质上只是有限范围的整数。通常，硬件接口将位打包在一起，某些控制可以从 -8 到 7，在这种情况下，您确实需要一个有符号的位字段，或者从 0 到 15，在这种情况下，您需要一个无符号位 -场地。

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森林迷了鹿 2024-07-14 11:09:32

我不认为安德鲁在谈论单位位字段。例如，4 位字段：3 位数字信息，1 位符号。这完全有道理，尽管我承认我无法凭空想象出这样的场景。

更新：我并不是说我无法想到多位位字段的用途（在 2400bps 调制解调器时代一直使用它们来尽可能压缩数据以进行传输），但我无法认为有符号位域的使用，尤其是不是一种古怪、明显的、会让读者“顿悟”的时刻。

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最丧也最甜 2024-07-14 11:09:32

毫无疑问，ANSI-C 提供了有符号和无符号位字段。这是必需的。这也是为 IEEE-754 浮点类型 [[1][5][10]]、[[1][8][23]] 和 [[1][10][53] 编写调试器覆盖的一部分]。这对于此类数据的机器类型或网络转换很有用，或者在通过链接发送之前检查双精度（64 位用于数学）到半精度（16 位用于压缩）的转换，例如视频卡纹理。

// Fields need to be reordered based on machine/compiler endian orientation

typedef union _DebugFloat {
   float f;
   unsigned long u;
   struct _Fields {
        signed   s :  1;
        unsigned e :  8;
        unsigned m : 23;
      } fields; 
   } DebugFloat;

埃里克

Most certainly ANSI-C provides for signed and unsigned bit fields. It is required. This is also part of writing debugger overlays for IEEE-754 floating point types [[1][5][10]], [[1][8][23]], and [[1][10][53]]. This is useful in machine type or network translations of such data, or checking conversions double (64 bits for math) to half precision (16 bits for compression) before sending over a link, like video card textures.

// Fields need to be reordered based on machine/compiler endian orientation

typedef union _DebugFloat {
   float f;
   unsigned long u;
   struct _Fields {
        signed   s :  1;
        unsigned e :  8;
        unsigned m : 23;
      } fields; 
   } DebugFloat;

Eric

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