Есть ли способ получить доступ к отдельным битам с помощью объединения? - PullRequest
Новая
       12

Есть ли способ получить доступ к отдельным битам с помощью объединения?

16 голосов
/ 17 августа 2010

Я пишу программу на Си.Я хочу переменную, к которой я могу обращаться как символ, но я также могу получить доступ к определенным битамЯ думал, что смогу использовать такой союз как ...Очевидно, вы не можете использовать биты в структуре.Так что я могу сделать вместо этого?

Ответы [ 6 ]

21 голосов
/ 17 августа 2010

Конечно, но вы на самом деле хотите использовать структуру для определения битов, подобных этому 

typedef union
{
  struct
  {
    unsigned char bit1 : 1;
    unsigned char bit2 : 1;
    unsigned char bit3 : 1;
    unsigned char bit4 : 1;
    unsigned char bit5 : 1;
    unsigned char bit6 : 1;
    unsigned char bit7 : 1;
    unsigned char bit8 : 1;
  }u;
  unsigned char status;
}DeviceStatus;

Тогда вы можете получить доступ к DeviceStatus ds;, к которому вы можете получить доступ ds.u.bit1.Кроме того, некоторые компиляторы фактически позволяют вам иметь анонимные структуры внутри объединения, так что вы можете просто получить доступ к ds.bit1, если вы опустите u из typedef.

4 голосов
/ 17 августа 2010

У вас есть несколько возможностей.Один из них - просто использовать логическую математику, чтобы получить биты: 

int bit0 = 1;
int bit1 = 2;
int bit2 = 4;
int bit3 = 8;
int bit4 = 16;
int bit5 = 32;
int bit6 = 64;
int bit7 = 128;

if (status & bit1)
    // whatever...

Другой вариант - использовать битовые поля: 

struct bits { 
   unsigned bit0 : 1;
   unsigned bit1 : 1;
   unsigned bit2 : 1;
// ...
};

typedef union {
    unsigned char status;
    struct bits bits;
} status_byte;

some_status_byte.status = whatever;
if (status_byte.bits.bit2)
    // whatever...

Первый вариант (по крайней мере, возможно) более переносим, ​​нокогда вы имеете дело с битами состояния, есть вероятность, что код в любом случае даже не является немного переносимым, поэтому вам может быть наплевать на это ...

3 голосов
/ 17 августа 2010

Как уже было сказано, вы не можете адресовать память меньше байта в C. Я бы написал макрос: 

#define BIT(n) (1 << n)

и использовать его для доступа к битам. Таким образом, ваш доступ будет одинаковым, независимо от размера структуры, к которой вы обращаетесь. Вы бы написали свой код как: 

if (status & BIT(1)) {
   // Do something if bit 1 is set
} elseif (~status | BIT(2) {
   // Do something else if bit 2 is cleared
} else  {
   // Set bits 1 and 2
   status |= BIT(1) | BIT(2)
   // Clear bits 0 and 4
   status &= ~(BIT(0) | BIT(4))
   // Toggle bit 5 
   status ^= BIT(5)
}

Это позволит вам получить доступ близко к предложенной системе, в которой вместо [) будет использоваться [].

1 голос
/ 17 августа 2010 
typedef union
{
  unsigned char status;
  struct bitFields
  {
    _Bool bit0 : 1;
    _Bool bit1 : 1;
    _Bool bit2 : 1;
    _Bool bit3 : 1;
    _Bool bit4 : 1;
    _Bool bit5 : 1;
    _Bool bit6 : 1;
    _Bool bit7 : 1;
  } bits;
}DeviceStatus;
0 голосов
/ 17 августа 2010

Вы можете сделать это, поместив биты в структуру внутри объединения, но это может работать или не работать, в зависимости от вашей реализации. Определение языка не указывает, в каком порядке отдельные биты будут сопоставляться с битами unsigned char; хуже того, он даже не гарантирует, что биты будут перекрываться с unsigned char (компилятор может решить разместить отдельные биты в направлении наиболее значимой стороны слова и unsigned char в направлении наименее значимой стороны или наоборот) .

Обычная техника в вашей ситуации - использовать побитовые операции. Определите константы, названные по значению битов, например, 

#define FLAG_BUSY 0x01
#define FLAG_DATA_AVAILABLE 0x02
#define FLAG_TRANSMISSION_IN_PROGRESS 0x04
...
#define FLAG_ERROR 0x80

Затем прочитать и записать отдельные биты: 

if (status & FLAG_BUSY) ... /* test if the device is busy */
status &= ~FLAG_ERROR; /* turn off error flag */
status |= FLAG_TRANSMISSION_IN_PROGRESS /* turn on transmission-in-progress flag */
0 голосов
/ 17 августа 2010

Наименьшая единица, адресуемая в C, - это всегда байт (называемый char в C). Вы не можете получить доступ напрямую. Ближайший способ получить доступ к битам - определить тип данных с именем bitpointer и определить для него некоторые функции или макросы: 

#include <stdbool.h>

typedef struct bitpointer {
    unsigned char *pb; /* pointer to the byte */
    unsigned int bit; /* bit number inside the byte */
} bitpointer;

static inline bool bitpointer_isset(const bitpointer *bp) {
    return (bp->pb & (1 << bp->bit)) != 0;
}

static inline void bitpointer_set(const bitpointer *bp, bool value) {
    unsigned char shifted = (value ? 1 : 0) << bp->bit;
    unsigned char cleared = *bp->pb &~ (1 << bp->bit);
    *(bp->pb) = cleared | shifted;
}

Я рекомендую против объединений, потому что определяется реализацией , заполнены ли они msb-to-lsb или lsb-to-msb (см. ISO C99, 6.7.2.1p10).

...