帶有手動位字段的內存保存與std :: bitset

Question

我正在學習位標志，並使用按位運算符手動創建位字段。 然后，我遇到了位集，這似乎是一種存儲位域的更輕松，更干凈的方法。 我了解使用位字段的價值，可以最大程度地減少內存使用。 在測試了sizeof（bitset）之后，我很難理解這是一種更好的方法。

考慮：

#include <bitset>
#include <iostream>

int main ()
{

    // Using Bit Set, Size = 8 Bytes
    const unsigned int i1 = 0;
    const unsigned int i2 = 1;

    std::bitset<8> mySet(0);

    mySet.set(i1);
    mySet.set(i2);

    std::cout << sizeof(mySet) << std::endl;

    // Manually managing bit flags

    const unsigned char t1 = 1 << 0;
    const unsigned char t2 = 1 << 1;

    unsigned char bitField = 0;
    bitField |= t1 | t2;

    std::cout << sizeof(bitField) << std::endl;

    return 0;
}

輸出為：

mySet是8個字節。 bitField是1個字節。

如果需要最小的內存使用量，是否應該不使用std :: bitset？

Answer 1

為了盡可能減少內存占用，您不應使用std::bitset 。 它可能需要比普通內置類型（如char或等效有效大小的int更多的內存。 因此，它可能具有內存開銷，但是多少將取決於實現。

std::bitset一個主要優點是它使您擺脫了各種類型的依賴於硬件的實現。 從理論上講，硬件可以滿足任何類型的任何表示形式，只要它滿足C ++標准中的某些要求即可。 因此，當您在內存中將unsigned char t1 = 1依賴為00000001時，實際上並不能保證。 但是，如果您創建一個位集並正確對其進行初始化，則不會給您帶來任何令人討厭的驚喜。

關於位擺弄的旁注：考慮到以這種方式擺弄位的陷阱，您真的可以證明這種容易出錯的方法而不是使用std::bitset甚至是int和bool嗎？ 除非您的資源非常有限（例如，MCU / DSP編程），否則我認為您不會。

那些玩位游戲的人將被咬，而那些玩字節游戲的人將被字節化。

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順便說一句，您使用按位運算符聲明和操作的char bitField是一個位字段，但它不是位字段的C ++語言概念，它看起來像這樣：

struct BitField{
    unsigned char flag1 : 1, flag2 : 1, flag3 : 1;
}

寬松地說，它是一個數據結構，其數據成員被細分為單獨的變量。 在這種情況下，（大概）8位的unsigned char用於創建三個1位變量（ flag1 ， flag2和flag3 ）。 它被明確地細分了，但是到最后，這只是編譯器/語言輔助的擺弄，類似於上面的操作。 您可以在此處閱讀有關位字段的更多信息 。