[学习资料] C语言结构体位段需要考虑大小端吗?

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 楼主| huangcunxiake 发表于 2024-10-27 20:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
在C语言中,结构体位段确实需要考虑大小端问题。位段的排列顺序和字节的顺序可能会受到机器架构的影响,具体表现在以下几个方面:
  • 位段顺序:在不同的编译器或平台上,位段的排列顺序可能会有所不同。有些平台可能会将高位段放在前面,而有些则可能将低位段放在前面。
  • 字节顺序:大小端(Big-endian 和 Little-endian)会影响多字节数据(如int、float等)的存储顺序。在不同的字节序下,读取位段可能会得到不同的结果。
  • 对齐:结构体的对齐方式可能也会影响位段的存储方式,不同平台对对齐的要求可能不同。

因此,在跨平台开发或处理与硬件相关的代码时,建议对位段的使用要谨慎,并仔细查阅目标平台的文档,以确保正确的行为。为了提高可移植性,通常可以使用标准的位操作和位移来手动处理数据,而不是依赖位段特性。
  1. #include <stdio.h>

  2. struct Example {
  3.     unsigned int a : 4;  // 4 bits
  4.     unsigned int b : 4;  // 4 bits
  5.     unsigned int c : 8;  // 8 bits
  6. };

  7. int main() {
  8.     struct Example ex;
  9.     ex.a = 0b1010; // 10
  10.     ex.b = 0b1111; // 15
  11.     ex.c = 0b00001111; // 15

  12.     // 打印结构体的每个字段
  13.     printf("a: %u, b: %u, c: %u\n", ex.a, ex.b, ex.c);

  14.     // 打印结构体的字节大小
  15.     printf("Size of struct: %zu bytes\n", sizeof(ex));

  16.     // 访问结构体的内存
  17.     unsigned char *ptr = (unsigned char *)&ex;
  18.     for (size_t i = 0; i < sizeof(ex); i++) {
  19.         printf("Byte %zu: 0x%02x\n", i, ptr[i]);
  20.     }

  21.     return 0;
  22. }
运行这段代码,输出的可能会类似于:
  1. a: 10, b: 15, c: 15
  2. Size of struct: 4 bytes
  3. Byte 0: 0x0a
  4. Byte 1: 0x0f
  5. Byte 2: 0x00
  6. Byte 3: 0x00
位段的存储:在上面的结构体中,a、b 和 c 被定义为位段,分别占用4位、4位和8位。在结构体中它们的顺序会影响最终的内存表示。对于某些平台,可能会有不同的排列顺序。

大小端问题:如果这个结构体被存储在一个大端(Big-endian)机器上,最重要的字节(高位)会被存储在低地址,而在小端(Little-endian)机器上,最重要的字节会被存储在高地址。虽然这个示例中涉及的位段不直接受到字节序影响,但在实际应用中,特别是涉及多字节数据时,大小端问题可能会导致解析错误。

可移植性:由于不同平台对位段的处理可能不一致,建议在需要跨平台开发时,尽量避免使用位段,或者对它们的使用进行严格控制和测试。

mintspring 发表于 2024-10-28 16:11 | 显示全部楼层
应该跟共用体是一样的,考虑大小端,
dongnanxibei 发表于 2024-10-28 20:48 | 显示全部楼层
段位就是结构体的一种,当然需要考虑大小端问题。用之前不知道的话,可以写个简单程序测试一下。
药无尘 发表于 2024-10-29 14:16 | 显示全部楼层
是需要考虑的
xionghaoyun 发表于 2024-11-6 09:03 | 显示全部楼层
emm 层次不够看不懂
ericyin88 发表于 2024-11-6 19:41 | 显示全部楼层
还没到境界,有点看不懂
ayb_ice 发表于 2024-11-13 15:47 | 显示全部楼层
位域效率低,用的不多

评论

@Rxxkles :我也不知道为什么,看反汇编分析得出的效率,特别是2位以上的位域运算  发表于 2024-11-21 15:37
位域的效率为什么低  发表于 2024-11-21 15:33
nqty 发表于 2024-11-15 22:34 | 显示全部楼层
是的,C语言中的结构体位段确实需要考虑大小端问题。大小端指的是在内存中存储多字节数据时,字节的排列顺序。

canfeil 发表于 2024-11-16 06:11 | 显示全部楼层
大端模式,高位字节存储在低地址,低位字节存储在高地址。小端模式,低位字节存储在低地址,高位字节存储在高地址。

eleg34ance 发表于 2024-11-16 06:57 | 显示全部楼层
在结构体位段中,位段的存储顺序和大小端模式有关。例如,如果你定义了一个包含多个位段的结构体,位段的存储顺序可能会受到大小端模式的影响。

ewyu 发表于 2024-11-16 07:48 | 显示全部楼层
在不同的系统上,结构体的位段可能会以不同的顺序存储。

gongqijuns 发表于 2024-11-16 08:22 | 显示全部楼层
大端模式,位段 a 可能存储在高位,b 在中间,c 在低位。小端模式,位段 a 可能存储在低位,b 在中间,c 在高位。

gra22ce 发表于 2024-11-16 09:36 | 显示全部楼层
在处理结构体位段时,特别是当你需要跨平台移植代码时,必须考虑大小端问题。

hhdhy 发表于 2024-11-16 10:13 | 显示全部楼层
如果你需要确保位段的存储顺序在不同平台上一致,可能需要使用特定的编译器指令或手动处理位操作。

nuan11nuan 发表于 2024-11-16 11:44 | 显示全部楼层
当然要考虑大小端了啊,而且也要考虑存储啊

pe66ak 发表于 2024-11-16 12:09 | 显示全部楼层
这必须要考虑的,没有办法

suiziq 发表于 2024-11-16 13:13 | 显示全部楼层
要考虑,而且还要注意,不然数据读出来的都是反的呢
幸福小强 发表于 2024-11-24 15:20 | 显示全部楼层
需要啊,我玩LCD,图形转换的时候大小端选错了,花屏,搞了好几天才发现是什么原因。
幸福小强 发表于 2024-11-24 18:03 | 显示全部楼层
编译器可配置的内容。
sanzi666 发表于 2024-11-28 08:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 sanzi666 于 2024-11-28 16:48 编辑

a: 10, b: 15, c: 15

Size of struct: 4 bytes

Byte 0: 0x0a

Byte 1: 0x0f

Byte 2: 0x00

Byte 3: 0x00
从打印结果看,是大端还是小端,为什么C 15没有打印出来呢

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