对char使用逐位操作

Question

所以我需要你帮我把这件事做好。我有这样的任务：

typedef struct {
    char status[1];
} Dish;

变量status必须只有一个字节:前3位将包含盘子的星星数(0-5)，第4位告诉我们盘是否被取消，第5位告诉我们盘是否正在进行。我试着得到这样的星星数，但是没有用：

getBit(char data, int bitNumber) {
 return (data & (1 << bitNumber-1)) != 0;
}
int number = 0;
number = getBit(dish.status,0);
number = number << 1 + getBit(dish.status,1);
number = number << 1 + getBit(dish.status,2);

由于status必须只有一个字节，所以我将它声明为上面的char status[1]，对吗？我还尝试在status上直接使用二进制操作，但是它给了我一个错误，说明我不能在char和int之间使用二进制操作。我的最后一个目标是将字节中的所有信息都放入一个单独的变量：stars、canceled、ongoing。

Answer 1

通过一些调整，您的代码可以工作：

int getBit(char data, size_t bitNumber) {
 return (data & (1 << (bitNumber - 1))) != 0;
}

int main(void) {

  char status = 3 + (1 << 5);

  for (size_t i = 1; i <= 8; ++i) {
    printf("Bit %d: %d\n", (int) i, getBit(status, i));
  }
  return 0;
}

我使用size_t作为位号(它是无符号的)，并修正了这个术语的大括号。

对于位字段，代码可能如下所示：

#include <stdio.h>

typedef struct {
  union {
    struct {
      unsigned stars:3;
      char cancelled:1;
      char ongoing:1;
    };
    unsigned char data;
  };
} Dish;

void printDish(Dish dish) {
  printf("Stars = %d, Cancelled = %d, Ongoing = %d\nValue: %d\n", dish.stars, dish.cancelled, dish.ongoing, dish.data);
}

int main(void) {

  Dish dish1;
  dish1.stars = 3;
  dish1.cancelled = 1;
  dish1.ongoing = 1;
  printDish(dish1);

  Dish dish2;
  dish2.stars = 5;
  dish2.cancelled = 0;
  dish2.ongoing = 0;

  printDish(dish2);
  return 0;
}

这将产生以下结果：

clang version 7.0.0-3~ubuntu0.18.04.1 (tags/RELEASE_700/final)
 clang-7 -pthread -lm -o main main.c
 ./main
Stars = 3, Cancelled = -1, Ongoing = -1
Value: 27
Stars = 5, Cancelled = 0, Ongoing = 0
Value: 37

您可以使用.data访问“char”值，使用命名字段访问其他所有内容。如果您想转换所读取的文件(通过fread)，您可能希望确保结构的对齐是正确的。

请参阅https://repl.it/repls/SimultaneousIncredibleRoot

Answer 2

将数据成员状态声明为带有一个元素的数组没有太大意义。

char status[1];

你可以声明一下

unsigned char status;

这个函数看起来像在下面的演示程序中所示。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

unsigned int getBit( unsigned char data, unsigned int bitNumber ) 
{
    bitNumber %= CHAR_BIT;

    return ( data & (1 << bitNumber ) ) != 0;
}

int main(void) 
{
    for ( int i = 0; i <3; i++ )
    {
        printf( "%d\n", getBit( 6, i ) );
    }       

    return 0;
}

程序输出是

0
1
1

另一方面，由于数据成员status由位字段组成，所以您可以使用掩码来提取每个位字段，而不是提取一位。

另一种方法是使用位字段而不是类型为无符号字符的对象。有点像

typedef struct {
    unsigned char stars: 3;
    unsigned char cancelled: 1;
    //... 
} Dish;

Answer 3

正如在下面的评论中所警告的，请注意这段代码的行为并不保证在所有平台上都是一致的。

建议的答案使工作得以完成。如果您不想进入位移位操作，请尝试如下：

typedef struct dist {
    union {
        struct {
            uint8_t number_of_stars : 3 ;
            uint8_t cancel_status : 1 ;
            uint8_t ongoing_status :1 ;
            uint8_t reserved : 3;
        };

        uint8_t status;

    };

} DishType;

DishType Dish;

如果您检查Dish的大小，您将看到它仍然占用一个字节的内存。

可以在一行中设置参数，如：

Dish.status = 0x0C; // For example

或者您可以设置特定的参数，例如：

Dish.cancel_status = 1;
Dish.ongoing_status = 0;

然而，单独访问、打印或修改它：

printf("\nNo. of starts = %u", Dish.number_of_stars);