為什么代碼輸出-1代替1

Question

int main ()  
{  
struct bit{  
 char f1:1;  
 char f2:1;  
};  
struct bit b;  
b.f1= 0x1;   
b.f2 = 0x1;   
printf("%d\n",b.f1);  
return 0;  
} 

使用gcc編譯代碼輸出-1。 它應該不是1嗎？ 是因為我正在編譯一個小端機器嗎？

補充：使用GDB進行調試時，我看到初始化struct成員后的值為-1。 即打印前它是-1。 以下是GDB的打印輸出：
（gdb）pb
$ 7 = {f1 = -1''，f2 = -1''}

如果您需要更多調試命令，請告訴我。 請提供執行此操作的命令。

Answer 1

char可以是unsigned或者可以是signed類型，由編譯器來決定。 在你的情況下，它顯然是signed所以當你打印你的位字段時，編譯器會將符號擴展到你的位擴展到的int的大小。 在2補碼表示中，不應忘記-1表示為每個位集11111111 11111111 11111111 11111111在32位int上為-1。 如果只有1位，則只能表示2個補碼中的2個值：0和1，它是0和-1的二進制表示。

編輯：這里是C標准第6.2.5節第15節的實際部分：char，signed char和unsigned char這三種類型統稱為字符類型。 實現應將char定義為具有與signed char或unsigned char.35相同的范圍，表示和行為

35）在limits.h中定義的CHAR_MIN將具有值0或SCHAR_MIN之一，這可用於區分這兩個選項。 無論做出何種選擇，char都是與其他兩種類型不同的類型，並且與兩者都不兼容。

Answer 2

您的位域是一位寬並且是有符號值。 最頂部的位通常表示值的符號，因此，將1設置為一位寬的有符號值會設置符號位，以便讀取該值會得到-1。

Answer 3

要添加到Skizz和tristopia的正確答案：對於C99，現代C，位字段應為signed或unsigned int類型或bool類型（aka _Bool ）。 某些平台可能允許所有其他類型，但不一定是可移植的。 更糟糕的是，即使您將它們指定為plain int ，結果也可能是有符號或無符號的。 因此，如果你只需要一個標志，那么最好堅持使用bool ，當你需要多個位時，可以選擇unsigned 。

Answer 4

位域通常 應該是 'unsigned xxxxx'。

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原因就在於你遇到的情況; 有人以“不尋常”的方式使用位域，得到他們不應該獲得的結果。

位域的要點是反映一點。 有點什么價值？ 0和1（我只說正常位，我不能理解量子的東西）。 然而，您已經找到了將-1,0,1插入同一個字段的方法。 在某個地方，它必須打破。 我相信很多位域混淆會導致負位域，因此無符號修飾符可以減輕這種混亂。

將位域定義為int時，可以使用負值。 這就是上述結果的原因。
此外，請參閱此處以獲取有關此主題的更詳細信息。 請注意，這已經在SO上進行了無數次重復，因此搜索“bitfield unsigned”將證明非常有啟發性
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對於'R.'，re：“簽名......是實現定義的，但它不能因元素而異。”

#include <stdio.h>
int main ()
{
   struct bit{
      char f1:1;
      unsigned char f2:1;
   };
  struct bit b;
  b.f1 = 1;
  b.f2 = 1;
  printf("%d\n",b.f1);
  printf("%d\n",b.f2);
  return 0;
}

產生，作為輸出：

-1
1

Answer 5

我相信KevinDTimm是正確的 - 位字段通常是unsigned name:x 。

這就是我認為正在發生的事情：處理器從字段的第一位確定符號。 gcc字符已簽名（有一個unsigned char ，所以你的代碼實際上是：

struct bit 
{
   char f1;
   char f2;
};

每個字符是一個字節（4位），最上面的字節表示符號（1 = neg，0 = pos）。 但是因為你的字段是一位，那就是符號位。 你把它設置為負面。

希望這可以幫助。 如果它是錯的，請評論，以便我可以解決它。

Answer 6

以上解釋很棒。 為了使您的程序正常工作，1個可能的解決方案可能是使得unsigned int類型的位字段。

Answer 7

我不太了解C. 例如，我不知道:1在char f1:1做了什么，但我能夠通過刪除以下代碼來使我的PC上運行此代碼：

#include <stdio.h>

int main ()
{
 struct bit{
  char f1;
  char f2;
 };

 struct bit b;

 b.f1 = 0x1;
 b.f2 = 0x1;
 printf("%d\n",b.f1);
 return 0;
}

輸出如下：

chooper@brooklyn:~/test$ gcc -o foo foo.c
chooper@brooklyn:~/test$ ./foo
1

我希望這可以幫助你！