如何在 C 编程语言中以位为单位定义固定大小的数据类型

Question

比如说，对于n = 4，我们需要定义一个数据类型A，使得A的大小变成4位。我知道我们可以通过使用结构来做这件事像下面的代码一样

struct Bit
{
    unsigned int a:4;
} dat;

在这里 dat 将存储最大大小为 4 位的整数，即将存储从 0 到 15，但是如果我们使用 sizeof 运算符，

sizeof(dat);

这将为 4（在 gcc 中）提供值，它对应于 4 个字节，即 32 位，但我需要一些方法来定义大小为 4 位的 dat 变量。

Answer 1

在 C 标准和当前主流计算机中，您不能。在所有常用的硬件上，字大小，CPU可以处理的"本机"数据大小是8位或多个（16,32,64）。从历史上看，计算机也使用其他字大小（如 9 或 12），但我不知道有一台现代机器每个字少于 8 位。

电流C标准描述的最小积分型电流是8位的（u）int8_t。

以您的

struct Bit
{
    unsigned int a:4;
} dat;

标准中没有最小或最大尺寸的要求。但是，CPU 将需要要求。对于一个他来说，它必须是 8 的倍数。

现在如果我们在哪里做

struct Bit
{
    unsigned int a:4;
    unsigned int b:4;
} dat;

编译器可能会将这些字段放入相同的 8 位区域，并在所有操作上添加所需的移位，但这不是严格要求的。编译器也可以将其放入两个不同的单词中。

没有

办法访问少于一个字。

Answer 2

这取决于架构。大多数处理器无法访问小于字节的内存，在您的情况下，32 位可能是最小的内存块。

Answer 3

这里的大小是 32 位，因为您似乎正在使用 32 位机器，并且在每个周期中，读取 32 位（额外的 28 位是操作系统添加的填充位）。