如果我有三个单独的值，它们都可以容纳 32 位，那么使用 uint 来存储它们是否有意义？

Question

我的意思是，假设我有一个 struct 来表示一些数据，它看起来像这样：

struct LilStruct
{
    public readonly short A;
    public readonly byte B;
    public readonly byte C;

    public LilStruct(short a, byte b, byte c)
    {
        A = a;
        B = b;
        C = c;
    }
}

一个 short 和两个 byte 值都可以适合转换为 32 位。我想知道的是（出于对齐目的、性能等目的）以以下格式存储这些数据是否真的有意义：

struct LilStruct
{
    private readonly uint _value;

    public LilStruct(short a, byte b, byte c)
    {
        _value = ((uint)a << 16) | ((uint)b << 8) | (uint)c;
    }

    public int A
    {
        get { return (int)(_value >> 16); }
    }

    public int B
    {
        get { return (int)(_value >> 8) & 0x000000FF; }
    }

    public int C
    {
        get { return (int)(_value & 0x000000FF); }
    }
}

这毫无意义吗？有什么好处/缺点？

Answer 1

在 .NET 中，当您无论如何都要使用 struct 时，您也可以使用 StructLayoutAttribute 像这样：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack=1)]
struct LilStruct
{
    public readonly short A;
    public readonly byte B;
    public readonly byte C;

    public LilStruct(short a, byte b, byte c)
    {
        A = a;
        B = b;
        C = c;
    }
}

这将产生字段按顺序布局的效果，例如字段 B 将从偏移量 16 开始。

Pack 表示字段在字节边界对齐。

Answer 2

仅当这些值彼此紧密相关（通常一起传递）并且从不或很少相互独立修改时，才应考虑将多个值塞入一个 uint 中。与单独存储三个字节相比，解包和重新打包 uint 以修改其值的成本非常昂贵（在代码大小和执行时间方面）。

当在总共有 10k 字节 RAM 的微型设备上执行时，这样的打包可能是值得的，因为内存比执行速度更宝贵。在普通的台式电脑甚至移动电话设备上，这种包装可能不值得付出努力。

Answer 3

您可以保留结构定义，并应用 StructLayout 属性，带有 StructLayoutAttribute.Pack 值为 1。但实际上，您可能会以牺牲访问速度为代价节省一点内存，因为这样数据就不会被以最有效访问的方式布置在内存中。编译器通常会以一种可有效访问且不会自动破坏太多内存的方式来布局内存。

这种方法至少会让您的代码比您提出的位移方法更容易理解（实际上可能或可能不类似于机器代码编译器从字节代码生成的内容）。

Answer 4

您将遇到的是内存中数据对象的大小和处理成本之间的简单权衡。如果内存确实是一个问题，那么在你的机器上添加更多的内存可能会更便宜。

Answer 5

在某些情况下，将内容塞入整数是值得的。单独的存储空间通常不是一个很好的理由，但是如果这些值要一起用作例如字典的键，则字典（Integer，Whatever）将比字典（Of SomeStructure，Whatever）快得多。