C# StructLayout Pack=?？用于布尔值

Question

在C#中，我创建了多个不同的结构，其中包含16个bool类型的变量。我将有几个不同的结构，然后将它们与其他数据类型组合成更复杂的结构。我需要将它们视为2个字节的长度。在下面的代码中，当我执行Marshal.SizeOf时，创建的类型为CtrlWord1的变量的长度将为64，而不管它是使用Pack值0、1还是2创建的。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public struct CtrlWord1
{
    public bool a1;
    public bool a2;
    public bool a3;
    public bool a4;
    public bool a5;
    public bool a6;
    public bool a7;
    public bool a8;
    public bool b1;
    public bool b2;
    public bool b3;
    public bool b4;
    public bool c1;
    public bool c2;
    public bool c3;
    public bool c4;
}

Answer 1

尽管C#中的bool类型的大小仅为1字节(sizeof(bool) == 1)，但CLR默认为将其封送为非托管BOOL类型。这是调用Marshal.SizeOf时得到的大小。

BOOL是int的Windows SDK标头中的一个类型定义，大小为4个字节。为什么？因为这些头文件是为C语言编写的，当时这种语言没有一流的布尔类型。现在是这样，但出于向后兼容性的原因，这些决定是固定不变的。CLR以这种方式封送调用类型，以便与使用Invoke值的Windows API函数兼容，因为与Windows API的互操作是P/ BOOL的最常见用法。(这与P/Invoke签名的默认调用约定是stdcall而不是cdecl的原因相同。)

若要告诉CLR将bool视为1字节的布尔值，而不是4字节的BOOL，请使用MarshalAs attribute。不幸的是，你必须使用它16次：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public struct CtrlWord1
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]  // marshal as a 1-byte signed int, not a 4-byte BOOL
    public bool a1;

    // etc.
}

这将确保您的结构只有16个字节。

但是，并没有什么神奇的属性来生成位域。您必须使用Int32类型自己创建和管理它。或者使用BitArray类型。

Answer 2

Glorin Oakenfoot said it much better than I could，所以我将引用他的话

打包/布局是在字节级完成的。这意味着布尔值将永远不会少于一个字节，完全依赖于打包。您必须做一些更复杂的事情，例如使用两个私有字节字段和多个属性，这些属性引用这些字节中的适当位。

这是一个实现，每一项都会从1 << _的右侧递增，以移动到下一位字段。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public struct CtrlWord1
{
    private Int16 _backingField;

    private void SetBitfield(Int16 mask, bool value)
    {
        if (value)
        {
            _backingField = (Int16)(_backingField | mask);
        }
        else
        {
            _backingField = (Int16)(_backingField & ~mask);
        }
    }

    private bool GetBitfield(Int16 mask)
    {
        return (_backingField & A1_MASK) != 0;
    }

    private const Int16 A1_MASK = 1 << 0;
    public bool a1
    {
        get { return GetBitfield(A1_MASK); }
        set { SetBitfield(A1_MASK, value); }
    }


    private const Int16 A2_MASK = 1 << 1;
    public bool a2
    {
        get { return GetBitfield(A2_MASK); }
        set { SetBitfield(A2_MASK, value); }
    }

    private const Int16 A3_MASK = 1 << 2;
    public bool a3
    {
        get { return GetBitfield(A3_MASK); }
        set { SetBitfield(A3_MASK, value); }
    }

    private const Int16 A4_MASK = 1 << 3;
    public bool a4
    {
        get { return GetBitfield(A4_MASK); }
        set { SetBitfield(A4_MASK, value); }
    }

    //And so on
}