是否有可移植的替代C++位字段的方法
在很多情况下(尤其是在低级编程中)，数据的二进制布局很重要。例如:硬件/驱动程序操作、网络协议等。
在C++中，我可以使用char*和按位操作(掩码和移位)读/写任意二进制结构，但这样做很繁琐且容易出错。显然，我试图限制这些操作的范围，并将它们封装在更高级别的API中，但这仍然是一件痛苦的事情。
C++ bitfields似乎为这个问题提供了一个开发人员友好的解决方案，但不幸的是，它们的存储是implementation specific。
NathanOliver提到了std::bitset，它基本上允许你用一个很好的operator[]访问整数的单个位，但缺少多位字段的访问器。
使用元编程和/或宏，可以抽象库中的逐位操作。因为我不想重复发明轮子，所以我正在寻找一个(最好是STL或boost)库来做这件事。
根据记录，我正在寻找一个解析器，但问题及其解决方案应该是通用的。
编辑：short answer：事实证明，bitfield的存储在实践中是可靠的(即使它不是标准规定的)，因为系统/网络库使用它们，并且在使用主流编译器编译时产生性能良好的程序。
回答 5
Stack Overflow用户
发布于 2017-08-16 12:13:31
在生产代码中，我们必须将MIPS代码移植到x86-64
对我们来说效果很好。
它基本上是一个没有任何存储的模板，模板参数指定了相关位的位置。
如果需要多个字段，您可以将模板的多个专门化放在一个联合中，并使用一个字节数组来提供存储。
该模板具有用于赋值的重载和用于读取值的unsigned转换运算符。
此外，如果字段大于一个字节，它们将以big-endian字节顺序存储，这在实现跨平台协议时有时很有用。
下面是一个使用示例：
union header
{
unsigned char arr[2]; // space allocation, 2 bytes (16 bits)
BitFieldMember<0, 4> m1; // first 4 bits
BitFieldMember<4, 5> m2; // The following 5 bits
BitFieldMember<9, 6> m3; // The following 6 bits, total 16 bits
};
int main()
{
header a;
memset(a.arr, 0, sizeof(a.arr));
a.m1 = rand();
a.m3 = a.m1;
a.m2 = ~a.m1;
return 0;
}Stack Overflow用户
发布于 2015-07-30 23:21:27
来自C++14标准(N3797草案)，第9.6节class.bit，第1段：
类对象中位字段的
分配是由实现定义的。位字段的对齐是由实现定义的。位字段被打包到一些可寻址的分配单元中。注意:在一些机器上，位域跨越分配单元，而在另一些机器上则不是。位域在一些机器上是从右到左分配的，在另一些机器上是从左到右分配的。-结束注释
尽管notes是非标准化的，但我所知道的每个实现都使用两种布局中的一种:大端或小端位顺序。
请注意：
填充您必须手动指定填充。这意味着你必须知道你的类型的大小(例如，通过使用<cstdint>).
- You必须使用无符号类型。用于检测位顺序的预处理器宏是implementation-dependent.
- Usually
- 位顺序字节序与字节顺序字节序相同。我相信有一个编译器标志可以覆盖它，但是我找不到它。
例如，查看netinet/tcp.h和其他附近的标头。
由OP编辑:例如，tcp.h定义
struct
{
u_int16_t th_sport; /* source port */
u_int16_t th_dport; /* destination port */
tcp_seq th_seq; /* sequence number */
tcp_seq th_ack; /* acknowledgement number */
# if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
u_int8_t th_x2:4; /* (unused) */
u_int8_t th_off:4; /* data offset */
# endif
# if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
u_int8_t th_off:4; /* data offset */
u_int8_t th_x2:4; /* (unused) */
# endif
// ...
}由于它可以与主流编译器协同工作，这意味着位集的内存布局在实践中是可靠的。
编辑：
这在一个字节顺序中是可移植的：
struct Foo {
uint16_t x: 10;
uint16_t y: 6;
};但这可能不是因为它跨越了一个16位单元：
struct Foo {
uint16_t x: 10;
uint16_t y: 12;
uint16_t z: 10;
};这可能不是因为它有隐式填充：
struct Foo {
uint16_t x: 10;
};Stack Overflow用户
发布于 2015-07-30 23:31:10
使用C++实现具有已知位置的位域非常简单：
template<typename T, int POS, int SIZE>
struct BitField {
T *data;
BitField(T *data) : data(data) {}
operator int() const {
return ((*data) >> POS) & ((1ULL << SIZE)-1);
}
BitField& operator=(int x) {
T mask( ((1ULL << SIZE)-1) << POS );
*data = (*data & ~mask) | ((x << POS) & mask);
return *this;
}
};例如，上面的玩具实现允许在unsigned long long变量中定义一个12位字段
unsigned long long var;
BitField<unsigned long long, 7, 12> muxno(&var);而生成的访问字段值的代码只是
0000000000000020 <_Z6getMuxv>:
20: 48 8b 05 00 00 00 00 mov 0x0(%rip),%rax ; Get &var
27: 48 8b 00 mov (%rax),%rax ; Get content
2a: 48 c1 e8 07 shr $0x7,%rax ; >> 7
2e: 25 ff 0f 00 00 and $0xfff,%eax ; keep 12 bits
33: c3 retq 基本上你必须手写的东西
https://stackoverflow.com/questions/31726191
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