Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

Исходные настройки окна:

Окно непрозрачно.

Цвет фона желтый.

Рамка отображается.

Цвет рамки зеленый.

Стиль рамки штриховой.

Настройки окна с использованием представления unsigned short:

Окно прозрачно.

Цвет фона черный.

Рамка не отображается.

Стиль рамки сплошной.

Цвет рамки черный.

Комбинация битов 10110000101010000000000000000000

Измененные настройки окна:

Окно прозрачно.

Цвет фона желтый.

Рамка отображается.

Цвет рамки зеленый.

Стиль рамки штриховой.

Настройки окна с использованием представления unsigned short:

Окно прозрачно.

Цвет фона голубой.

Рамка отображается.

Стиль рамки пунктирный.

Цвет рамки красный.

Комбинация битов 10110000101010000001001000001101

Здесь изменения затрагивают те же биты, что и ранее, но в системе Macintosh PowerPC загрузка структур в память осуществляется по-другому. В частности, первое битовое поле загружается, начиная со старшего, а не младшего бита. Поэтому представление структуры касается первых 16 битов (которые следуют в порядке, отличающемся от версии IBM PC), тогда как представление unsigned int затрагивает последние 16 битов. Таким образом, допущения, сделанные относительно позиций битов в листинге 15.4, для Macintosh PowerPC некорректны, а побитовые операции, применяемые для изменения настроек прозрачности и цвета фона, изменяют не те биты.

Средства выравнивания (С11)

Средства выравнивания С11 по своей природе больше ориентированы на манипулирование байтами, чем битами, но они также отражают возможность языка С иметь дело с оборудованием. В этом контексте выравнивание относится к тому, как объекты располагаются в памяти. Например, для максимальной эффективности система может требовать, чтобы значение типа double хранилось в памяти по адресу, кратному 4, но разрешать значению типа char храниться по любому адресу. Большинству программистов редко когда придется заботиться о выравнивании. Но в некоторых ситуациях контроль над выравниванием позволяет извлечь выгоду, например, при передаче данных из одного физического места в другое либо при вызове инструкций, которые оперируют на множестве элементов данных одновременно.

654 Глава 15

Операция Alignof выдает требования к выравниванию указанного типа. Для ее использования необходимо после ключевого слова _Alignof поместить имя типа в круглых скобках:

size_t d_align = _Alignof(float);

Полученное значение, скажем, 4 для d_align, говорит о том, что объекты float имеют требование к выравниванию, соответствующее 4. Это означает, что 4 является количеством байтов между следующими друг за другом адресами для хранения значений упомянутого типа. В общем случае значения выравнивания должны быть неотрицательными целыми числами, которые представляют собой степень 2. Более высокие значения выравнивания считаются более жесткими или более строгими, чем меньшие значения, в то время как меньшие значения трактуются как более слабые.

С помощью спецификатора _Alignas можно запрашивать конкретное выравнивание для переменной или типа. Однако вы не должны запрашивать выравнивание, которое слабее фундаментального выравнивания, принятого для типа. Например, если требование к выравниванию для float составляет 4, не запрашивайте значение выравнивания, равное 1 или 2. Этот спецификатор применяется как часть объявления, и за ним следует пара круглых скобок, содержащая либо значение выравнивания, либо тип:

_Alignas(double) char cl;

_Alignas(8) char c2;

unsigned char _Alignas(long double) c_arr[sizeof(long double)];

На заметку!

На момент написания книги компилятор Clang (версии 3.2) требовал, чтобы спецификатор Al ignas (тип) располагался после спецификатора типа, как в третьей строка приведенного выше кода. Тем не менее, компилятор GCC 4.7.3 распознает оба порядка следования, как и последующая версия (3.3) компилятора Clang.

В листинге 15.5 показан короткий пример использования Alignas и Alignof. Листинг 15.5. Программа align.с

Манипулирование битами 655

Вот пример вывода:

Выравнивание char: 1

Выравнивание double: 8 &dx: 0x7fff5fbff660 &са: 0x7fff5fbff65f &сх: 0x7fff5fbff65e &dz: 0x7fff5fbff650 &cb: 0x7fff5fbff64f &cz: 0x7fff5fbff648

В нашей системе значение выравнивания 8 для типа double подразумевает, что значения этого типа сохраняются по адресам, кратным 8. Шестнадцатеричные адреса, заканчивающиеся на 0 или 8, являются кратными 8, и адреса такого вида применялись для двух переменных double, а также переменной char по имени cz, которой было назначено значение выравнивания для типа double. Поскольку значением выравнивания для char было 1, компилятор мог использовать для переменных этого типа любые адреса.