带有位字段的 C/C++ 结构体打包在缓冲区中

Posted 2023-02-17

【中文标题】带有位字段的 C/C++ 结构体打包在缓冲区中

【英文标题】：C/C++ struct with bits fields packing in buffer

【发布时间】：2016-02-11 19:59:27

【问题描述】：

我已经用位域定义了我的结构。

typedef struct
   unsigned char primero;
   unsigned int bit1: 1;
   unsigned int bit2: 1;
   unsigned char segundo;
   unsigned char array[4];
   unsigned int offset: 6;
 date;

我想通过这个特定的位顺序的套接字发送这些数据。

char auxsendbuf[BUF_SIZ];
memset(sendbuf, 0, BUF_SIZ);
date *st = (date *) auxsendbuf;

st->primero = 0x01;
st->bit1 = 1;
st->bit2 = 1;
st->segundo = 0x03;
st->array[0] = 0x04;
st->array[1] = 0x05;
st->array[2] = 0x06;
st->array[3] = 0x07;

我的问题是 bit1 和 bit2 用 0 填充以完成我不想发送的额外字节。结果是这样的……

01 03 03 04 05 06 07 00 50

我怎样才能强制咬合顺序？如果需要，我可以使用 C++。

【问题讨论】：

您通过网络发送的身份编码内容（带有位字段！）正在自找麻烦。

【参考方案1】：

您需要对字段进行分组，以便位域在一起：

typedef struct
   unsigned char primero;
   unsigned int bit1: 1;
   unsigned int bit2: 1;
   unsigned int offset: 6;
   unsigned char segundo;
   unsigned char array[4];
 date;

编辑：

如果您希望将所有位按原始顺序打包而不进行填充，则需要将位字段从中间的所有其他内容中取出：

typedef struct
   unsigned char primero;
   unsigned int bit1: 1;
   unsigned int bit2: 1;
   unsigned char segundo: 8;
   unsigned char array0: 8;
   unsigned char array1: 8;
   unsigned char array2: 8;
   unsigned char array3: 8;
   unsigned int offset: 6;
 date;

请注意，位域内不能有数组。

为什么你需要这个顺序的位？因为任何使用它的解决方案都会非常复杂。

【讨论】：

这只是我不想做的。我很自然地得到了同样的结果。我想将位 bit1 和 bit2 与 6 位字段 segundo 合并。我想将偏移量放在数据包的最后部分。

@XabiE 要实现这一点，您将不得不通过位移和掩码在位级别对数据包进行序列化。

【参考方案2】：

编译器可以用你的位域做一些奇怪的事情。这基本上是一种“尽力而为”的方法，没有标准的方法来影响它。根据我的经验，最好不将位域用于“消息映射”。声明您要发送的字节，然后自己进行位操作（设置和获取您需要的位）。

实际上，由于结构成员的大小、对齐和填充以及字节排序（对于多字节数据）可能存在问题，以确保完全安全，因此也不要使用结构。自己将消息打包并解包到一个字节数组中。只有在某些特定于应用程序的优化和一些检查（使用sizeof 和ofsetoff 技巧）中，您才应该使用结构进行消息映射。