编译器如何确定位域结构的大小？

Question

例如：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;
    uint32_t    backColor_ : 32;
    uint16_t    lfHeight_ : 16;
    uint16_t    flags_: 4;
    bool    lfBold_: 1;
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;
};

是16个字节但是

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;
    uint32_t    backColor_ : 32;
    uint16_t    lfHeight_ : 16;
    uint8_t     flags_: 4;
    bool    lfBold_: 1;
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; //for ime 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;
};

是12个字节长。

我认为flags_应该有相同的长度，但似乎没有。

为什么？

Answer 1

标准（ 工作草案的 9.6）说：

指定一个位域; 它的长度是通过冒号从位字段名称中设置的。 bit-field属性不是类成员类型的一部分。 常量表达式应为具有大于或等于零的值的整数常量表达式。 常量表达式可能大于位域类型的对象表示（3.9）中的位数; 在这种情况下，额外的比特用作填充比特，并且不参与比特字段的值表示（3.9）。 类对象中位域的分配是实现定义的。 位字段的对齐是实现定义的 。 比特字段被打包到一些可寻址的分配单元中。 [注意：位字段跨越某些机器上的分配单元而不是其他机器上的分配单元。 在某些机器上从右到左分配位字段，在其他机器上从左到右分配。 - 尾注]

（我的重点）

所以这取决于你的编译器。 在您的情况下似乎正在发生的事情 - 我将其描述为相当正常的行为 - 是它只是组合相同类型的位域然后将结构打包到4字节边界，所以在第一种情况下我们有：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32; // 4 bytes (total)
    uint32_t    backColor_ : 32; // 8 bytes
    uint16_t    lfHeight_ : 16;  // 10 bytes
    uint16_t    flags_: 4;       // 12 bytes
    bool    lfBold_: 1;          // 13 bytes
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;   // still 13 bytes
};

然后填充到16个字节，在第二个字节中我们有：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;  // 4 bytes (total)
    uint32_t    backColor_ : 32;  // 8 bytes
    uint16_t    lfHeight_ : 16;   // 10 bytes
    uint8_t     flags_: 4;        // 11 bytes
    bool    lfBold_: 1;           // 12 bytes
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;    // still 12 bytes
};

它不需要填充，并保持12个字节。

Answer 2

它是特定于编译器的，编译器正在进行各种对齐以优化对字段的访问。

如果你想（需要）依赖于对方。 （比如网络头处理）你需要使用#pragma push，pop。

或者__ attribute __（packed） - 这是一个GCC扩展。

struct {
...
} __attribute__(packed)

这将迫使编译器压缩它。