为什么将值分配给位字段却没有返回相同的值？

我在Quora帖子中看到了以下代码：

#include <stdio.h>

struct mystruct { int enabled:1; };
int main()
{
  struct mystruct s;
  s.enabled = 1;
  if(s.enabled == 1)
    printf("Is enabled\n"); // --> we think this to be printed
  else
    printf("Is disabled !!\n");
}

在C和C ++中，代码的输出都是意外的，

被禁用 ！！

尽管在那篇文章中给出了与“符号位”相关的解释，但我无法理解，我们可能会设置一些东西，然后又不能按原样反映。

有人可以给出更详细的解释吗？

注意：两个标签C 和 C ++因为它们的描述位域的标准略有不同，所以是必需的。请参阅有关C规范和C ++规范的答案。

该标准对位字段的定义非常差。给定此代码struct mystruct {int enabled:1;};，那么我们不知道：

• 这会占用多少空间-如果有填充位/字节以及它们在内存中的位置。
• 该位在内存中的位置。没有定义，也取决于耐力。
• 无论是一个int:n位域是带符号被认为。

关于最后一部分，C17 6.7.2.1/10说：

一个位字段被解释为具有带符号或无符号的整数类型，由指定数量的位组成（^125）

解释上述内容的非规范性注释：

^125）如上文6.7.2所述，如果实际使用的类型说明符为int或typedef-name定义为int，则由位定义是对位字段进行签名还是未签名。

如果将位字段视为，signed int而您又增加了一点位1，那么就没有数据空间，只有符号位。这就是为什么您的程序可能在某些编译器上给出奇怪结果的原因。

良好做法：

• 切勿将位域用于任何目的。
• 避免将有符号int类型用于任何形式的位操作。

我无法理解，我们怎么可能设置一些东西，然后它却没有显示出来。

您是否在问为什么编译会给您一个错误？

是的，理想情况下应该会给您一个错误。如果您使用编译器的警告，它也会这样做。在GCC中，使用-Werror -Wall -pedantic：

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:7:15: error: overflow in conversion from 'int' to 'signed char:1' 
changes value from '1' to '-1' [-Werror=overflow]
   s.enabled = 1;
           ^

为什么要由实现定义而不是错误定义的原因可能与历史用法有更多关系，在这种情况下，要求进行强制转换将意味着破坏旧代码。该标准的作者可能认为警告足以弥补相关人员的懈怠。

为了说明一些规定，我将回应@Lundin的声明：“切勿将位域用于任何目的。” 如果您出于某种充分的理由而对底层的内存布局细节有所了解，那么您一开始便会认为自己需要位字段，那么几乎可以肯定的其他相关要求将与它们的规格不足相对应。

（TL； DR-如果您足够复杂，可以合法地“需要”位域，则它们的定义不够明确，无法为您提供服务。）

这是实现定义的行为。我假设您在其上运行的计算机使用二进制补码带符号整数，并且int在这种情况下将其视为带符号整数，以说明为什么不输入if语句的true部分。

struct mystruct { int enabled:1; };

声明enable为1位位字段。由于已签名，因此有效值为-1和0。将字段设置为1溢出会返回该位-1（这是未定义的行为）

实质上是一个带有符号位字段打交道时最大值为2^(bits - 1) - 1这是0在这种情况下。

您可以将其认为是2的补码系统中最左边的位是符号位。因此，设置了最左边的位的任何有符号整数都是负值。

如果您有一个1位带符号整数，则它只有符号位。因此，分配1给该单个位只能设置符号位。因此，当将其读回时，该值将被解释为负数，因此该值将为-1。

1位带符号整数可以容纳的值是-2^(n-1)= -2^(1-1)= -2^0= -1和2^n-1= 2^1-1=0

根据C ++标准n4713，提供了非常相似的代码段。使用的类型是BOOL（自定义），但是它可以应用于任何类型。

12.2.4

⁴如果将值true或false存储到bool任何大小的类型的位域中（包括一个位域），则原始bool值和该位域的值应相等。如果将枚举器的值存储到相同枚举类型的位域中，并且该位域中的位数大到足以容纳该枚举类型的所有值（10.2），则原始枚举器值和位字段的值应比较等于。[示例：

enum BOOL { FALSE=0, TRUE=1 };
struct A {
  BOOL b:1;
};
A a;
void f() {
  a.b = TRUE;
  if (a.b == TRUE)    // yields true
    { /* ... */ }
}

—结束示例]

乍一看，粗体部分似乎可供解释。但是，当从enum BOOL派生时，正确的意图就变得很清楚int。

enum BOOL : int { FALSE=0, TRUE=1 }; // ***this line
struct mystruct { BOOL enabled:1; };
int main()
{
  struct mystruct s;
  s.enabled = TRUE;
  if(s.enabled == TRUE)
    printf("Is enabled\n"); // --> we think this to be printed
  else
    printf("Is disabled !!\n");
}

使用以上代码，它会发出警告，而不会-Wall -pedantic：

警告：“ mystruct :: enabled”太小，无法容纳“枚举BOOL”的所有值 struct mystruct { BOOL enabled:1; };

输出为：

被禁用 ！！（使用时enum BOOL : int）

如果enum BOOL : int简单enum BOOL，则输出如上述标准提示所示：

已启用（使用时enum BOOL）

因此，可以得出结论，也有其他答案很少，该int类型不足以仅在单个位字段中存储值“ 1”。

您对我所看到的位域的理解没有错。我看到的是，您首先将mystruct重新定义为struct mystruct {int enabled：1; }然后作为struct mystruct；。您应该编写的代码是：

#include <stdio.h>

struct mystruct { int enabled:1; };
int main()
{
    mystruct s; <-- Get rid of "struct" type declaration
    s.enabled = 1;
    if(s.enabled == 1)
        printf("Is enabled\n"); // --> we think this to be printed
    else
        printf("Is disabled !!\n");
}