有符号位字段表示
我使用字段大小为1的位创建了一个字段，并使用int而不是unsigned 。 后来，当我试图检查字段的值时，我发现值为-1。 我使用此代码检查二进制represantation和我的位字段的值：
#include #include union { struct { int bit:1; } field; int rep; } n; int main() { int c, k; n.field.bit=1; for (c = 31; c >= 0; c--) { k = n.rep >> c; if (k & 1) printf("1"); else printf("0"); } printf("\n %d \n", n.field.bit); return 0; }
输出为：00000000000000000000000000000001
-1
在那种情况下，为什么我的位字段的值是-1，当我使用signed int而不是unsigned时，它总是一个负数？
你不应该使用plain int作为位域类型，如果你期望有关该值的东西，除了它可以容纳n位 – 根据C11标准，它实际上是实现定义的，是否在位字段中的int是有符号的还是未签名的6.7.2p5 ：
5每个以逗号分隔的多重集都指定相同的类型，但对于位字段，它是实现定义的，无论说明符
int指定与signed int相同的类型还是与unsigned int相同的类型。
在您的情况下， int指定与signed int相同的类型; 这是GCC中的默认值 ：
是否将“plain”int位字段视为signed int位字段或无符号int位字段（C90 6.5.2，C90 6.5.2.1，C99和C11 6.7.2，C99和C11 6.7.2.1 ）。
默认情况下，它被视为
signed int但可以通过-funsigned-bitfields选项进行更改。
然后是实现定义有符号数是一个补码还是二进制补码 – 如果它们是一个补码，则可以存储在1位中的唯一值是符号位，因此为0; 所以一位的有符号位字段对一个补码没有意义。 但是，您的系统使用2的补码 – 例如GCC总是使用的 ：
是否使用符号和幅度，二进制补码或一个补码表示有符号整数类型，以及非常值是陷阱表示还是普通值（C99和C11 6.2.6.2）。
GCC仅支持两个补码整数类型，并且所有位模式都是普通值。
因此比特值1和0用带符号的二进制补码数来解释：前者有符号位设置，所以它是负（ -1 ）而后者没有符号位设置所以它是非负的（ 0 ）。
因此，对于2比特的有符号比特字段，2的补码机器上的可能比特模式及其整数值是
-
00– 具有int值0 -
01– 具有int值1 -
10– 具有int值-2 -
11– 具有int值-1
在n比特字段中，最小有符号数是-2 ^（n-1），最大值是2 ^（n-1）-1。
现在，当对秩小于int有符号整数操作数执行算术运算时，它首先被转换为int ，因此值-1被符号扩展为全宽度int ; 默认参数促销也是如此 ; 将值传递给printf时，该值将符号扩展为（全角） int 。
因此，如果您希望从一位位域获得合理的值，请使用unsigned bit: 1; 或者，如果要将其理解为布尔标志，则_Bool bit: 1;
当您调用可变参数函数（如printf ）时，会提升一些参数。 例如，位字段经历整数提升 ，其中它被提升为普通的int值。 该促销带来符号扩展 （因为您的位字段的基本类型已签名）。 此符号扩展名为-1 。
使用位域时，始终使用无符号类型作为基础。