비트 필드 배열을 사용할 수 있습니까?

비트 필드 배열을 사용할 수 있습니까?

알고 싶은데 비트 필드 배열을 사용할 수 있나요.좋아요:

struct st
{
  unsigned int i[5]: 4;
}; 

아니, 그럴 수 없다.비트 필드는 적분형 변수에만 사용할 수 있습니다.

C11- §6.7.2.1/5

비트 필드에는 다음과 같은 형식이 있어야 합니다._Bool,signed int,unsigned int, 또는 다른 구현 정의된 유형을 선택할 수 있습니다.

또는 이 작업을 수행할 수 있습니다.

struct st
{
    unsigned int i: 4;  
} arr_st[5]; 

하지만 그것의 크기는 a의 크기의 5배일 것입니다.struct(@Jonathan Leffler의 코멘트에 언급된 바와 같이) 비트 필드를 가진 5명의 멤버가 있습니다.4. 그래서 여기선 말이 안 돼요.

좀 더 가까이 가면 이 작업을 수행할 수 있습니다.

struct st
{
    uint8_t i: 4;   // Will take only a byte
} arr_st[5]; 

C는 비트 필드 배열을 지원하지 않으므로 단답형은 아니오입니다.

매우 큰 어레이의 경우, 바이트당 2개의 값을 다음과 같은 방식으로 패킹하는 것이 가치가 있을 수 있습니다.

#define ARRAY_SIZE  1000000

unsigned char arr[(ARRAY_SIZE + 1) / 2];

int get_4bits(const unsigned char *arr, size_t index) {
    return arr[index >> 1] >> ((index & 1) << 2);
}

int set_4bits(unsigned char *arr, size_t index, int value) {
    arr[index >> 1] &= ~ 0x0F << ((index & 1) << 2);
    arr[index >> 1] |= (value & 0x0F) << ((index & 1) << 2);
}

이 경우를 위해 자신의 수업을 작성할 수 있습니다.예를 들어,

template <typename T, size_t ITEM_BIT_SIZE>
class BitArrayView {
private:
    static const size_t ARRAY_ENTRY_BITS = sizeof(T) * 8;
    static const T ITEM_MASK = (~((T) 0)) >> (ARRAY_ENTRY_BITS - ITEM_BIT_SIZE);
    T* arr;
public:
    struct ItemMutator {
        BitArrayView* owner;
        size_t index;
        T operator=(T value) {
            return owner->set(index, value);
        }
        operator T() {
            return owner->get(index);
        }
    };
    const size_t bitSize;
    BitArrayView(T* arr, size_t length) : arr(arr), bitSize((length * ARRAY_ENTRY_BITS) / ITEM_BIT_SIZE) {}
    T get(size_t index) const {
        size_t bitPos = index * ITEM_BIT_SIZE;
        size_t arrIndex = bitPos / ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t shiftCount = bitPos % ARRAY_ENTRY_BITS;
        return (arr[arrIndex] >> shiftCount) & ITEM_MASK;
    }
    T set(size_t index, T value) {
        size_t bitPos = index * ITEM_BIT_SIZE;
        size_t arrIndex = bitPos / ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t shiftCount = bitPos % ARRAY_ENTRY_BITS;
        value &= ITEM_MASK; // trim
        arr[arrIndex] &= ~(ITEM_MASK << shiftCount); // clear target bits
        arr[arrIndex] |= value << shiftCount; // insert new bits 
        return value;
    }
    ItemMutator operator[](size_t index) {
        return { this, index };
    }
};

그런 다음 "비트 필드" 배열처럼 액세스할 수 있습니다.

// create array of some uints
unsigned int arr[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };

// set BitArrayView of 3-bit entries on some part of the array 
// (two indexes starting at 1)
BitArrayView<unsigned int, 3> arrView(arr + 1, 2);

// should equal 21 now => (2 * 32) / 3
arrView.bitSize == 21;

for (unsigned int i = 0; i < arrView.bitSize; i++) {
    arrView[i] = 7; // eg.: 0b111;
}

// now arr[1] should have all bits set
// and arr[2] should have all bits set but last one unset => (2 * 32) % 3 = 1
// the remaining arr items should stay untouched

이는 서명되지 않은 백업 어레이에서만 작동하는 간단한 구현입니다.

"돌연변이자의 속임수"에 주목합니다.operator[];).

물론 일부 다른 운영자들도 구현될 수 있습니다.

EDIT (Josh Klodnicki의 코멘트 후)

실제로는 "비트 청크"가 부분적으로 실제 배열 항목과 겹칠 때 나타나는 버그를 포함하고 있었습니다.여기에 해결책이 있습니다. (그러나 그것은 좀 못생겼습니다;).

template <typename T, size_t ITEM_BIT_SIZE>
class BitArrayView {
private:
    static const size_t ARRAY_ENTRY_BITS = sizeof(T) * 8;
    T* arr;

public:
    struct ItemMutator {
        BitArrayView* owner;
        size_t index;
        ItemMutator& operator=(T value) {
            owner->set(index, value);
            return *this;
        }
        operator T() {
            return owner->get(index);
        }
    };

    const size_t bitSize;
    BitArrayView(T* arr, size_t length) : arr(arr), bitSize((length* ARRAY_ENTRY_BITS) / ITEM_BIT_SIZE) {}

    T get(size_t index) const {
        T value = 0;
        int pos = 0;
        size_t bitPos = index * ITEM_BIT_SIZE;
        size_t arrIndex = bitPos / ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t readPos = bitPos % ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t bitCount = ITEM_BIT_SIZE;
        if (readPos > 0) {
            int chunkLength = ARRAY_ENTRY_BITS - readPos;
            if (bitCount < chunkLength) {
                value = (((arr[arrIndex] >> readPos) & ((1u << bitCount) - 1)));
                readPos += bitCount;
                return value;
            }
            value = (((arr[arrIndex] >> readPos) & ((1u << chunkLength) - 1)));
            ++arrIndex;
            readPos = 0;
            pos = chunkLength;
            bitCount -= chunkLength;
        }
        while (bitCount >= ARRAY_ENTRY_BITS) {
            value |= (arr[arrIndex++] << pos);
            pos += ARRAY_ENTRY_BITS;
            bitCount -= ARRAY_ENTRY_BITS;
        }
        if (bitCount > 0) {
            value |= ((arr[arrIndex] & ((1u << bitCount) - 1)) << pos);
        }
        return value;
    }

    void set(size_t index, T value) {
        size_t bitPos = index * ITEM_BIT_SIZE;
        size_t arrIndex = bitPos / ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t writePos = bitPos % ARRAY_ENTRY_BITS;
        size_t bitCount = ITEM_BIT_SIZE;

        if (writePos > 0) {
            int chunkLength = ARRAY_ENTRY_BITS - writePos;
            if (bitCount < chunkLength) {
                auto mask = (((1u << bitCount) - 1) << writePos);
                arr[arrIndex] = (arr[arrIndex] ^ ((arr[arrIndex] ^ (value << writePos)) & mask));
                writePos += bitCount;
                return;
            }
            auto mask = (((1u << chunkLength) - 1) << writePos);
            arr[arrIndex] = (arr[arrIndex] ^ ((arr[arrIndex] ^ (value << writePos)) & mask));
            ++arrIndex;
            writePos = 0;
            value >>= chunkLength;
            bitCount -= chunkLength;
        }
        while (bitCount >= ARRAY_ENTRY_BITS) {
            arr[arrIndex++] = value;
            value >>= ARRAY_ENTRY_BITS;
            bitCount -= ARRAY_ENTRY_BITS;
        }
        if (bitCount > 0) {
            auto mask = ((1u << bitCount) - 1);
            arr[arrIndex] = (arr[arrIndex] ^ ((arr[arrIndex] ^ value) & mask));
        }
    }

    ItemMutator operator[](size_t index) {
        return { this, index };
    }
};

이제는 더 이상 간단하지 않기 때문에 아래에 단일 비트에 개별적으로 액세스하는 Bit Array의 간단한 구현을 넣었습니다.

template<size_t SIZE>
class BitArray {
private:
    static constexpr const size_t CELL_SIZE = sizeof(unsigned) * 8;
    static constexpr const size_t ARR_SIZE = (SIZE + CELL_SIZE) / CELL_SIZE;
    unsigned arr[ARR_SIZE];
public:
    class BitMutator {
    private:
        unsigned& cellRef;
        const size_t bitPos;

    public:
        BitMutator(unsigned& cellRef, size_t bitPos) : cellRef(cellRef), bitPos(bitPos) {}
        BitMutator(const BitMutator& source) = default;
        BitMutator(BitMutator&& source) = default;

        BitMutator& operator=(unsigned value) {
            cellRef &= ~(1u << bitPos);
            cellRef |= ((value & 1u) << bitPos);
            return *this;
        }
        operator unsigned() const {
            return (cellRef >> bitPos) & 1u;
        }
    };

    BitArray() : arr{0} {};

    BitMutator operator[](size_t index) {
        return BitMutator(arr[index / CELL_SIZE], index % CELL_SIZE);
    }

    size_t size() const {
        return SIZE;
    }

    size_t arr_size() const {
        return ARR_SIZE;
    }

    operator unsigned* () {
        return arr;
    }
};

void testBitArray() {
    BitArray<21> bitArr;

    for (int i = 0; i < bitArr.size(); i++) {
        bitArr[i] = i % 2;
    }

    for (int i = 0; i < bitArr.size(); i++) {
        std::cout << bitArr[i] << ", ";
    }

    unsigned* backing_array = (unsigned*) bitArr;
    size_t backing_arr_size = bitArr.arr_size();

    for (int i = 0; i < backing_arr_size; i++) {
        std::cout << backing_array[i] << ", ";
    }
} 

아니요, 비트 필드는 적분 형식만 지원합니다.그러나 매우 작은 어레이의 경우 다음과 같이 각 요소를 개별적으로 속성으로 저장할 수 있습니다.

struct st
{
  unsigned int i0: 1;
  unsigned int i1: 1;
  unsigned int i2: 1;
  unsigned int i3: 1;
  unsigned int i4: 1;
};

이 방법의 단점은 런타임 인덱싱과 같은 배열 기반 작업이나 방법을 더 이상 사용할 수 없다는 것이지만 수학적 벡터와 같은 기본적인 응용 프로그램에는 충분히 적합합니다.

언급URL : https://stackoverflow.com/questions/41918433/is-it-possible-to-use-array-of-bit-fields