Почему bool весит целый байт?

Question

[Espleth]

Ведь для его хранения по идее достаточно одного бита, а он весит как тип данных byte, в который можно запихнуть 255 различных чисел.

Answer 1

[batchar]

Потому, что архитектура вычислительной системы не способна адресовать БИТ памяти, минимальная единица - байт.

Comments

[batchar]

@pygame Так. Для "специалиста".
Нет ничего общего между приведенными вами командами и адресацией. Повторюсь: минимальная единица памяти, к которой вы можете обратится это байт. Даже если вас интересу какой-то бит, вы должны сначала выделить интересующий вас байт, а потом уже обращаться к битам. Адресовать, непосредственно, биты у вас не получится.

[releyshic]

batchar: Это именно железом определено (хранением в банках памяти ОЗУ)?
а где почитать про Хранение в Памяти подробней и чтоб понятно было?

Answer 2

[jcmvbkbc]

Предыдущие ораторы ( @batChar @gleb_kudr ) говорили про адресацию памяти. Я думаю, что они неправы: у нас, например, есть битовые поля, которые, по определению, могут быть отдельными битами, не смотря на то, что "байт - минимальная единица адресации в памяти". Невозможность адресовать отдельные биты памяти -- не основная причина.

Проблема не в адресации, а скорее в стандарте: если посмотреть определение оператора sizeof (ISO/IEC 14882:1998, п.5.3.3), то стандарт запрещает применять его к битовым полям, но разрешает к типу bool (говоря, что результат, кстати, не обязан быть равен 1). А поскольку sizeof возвращает размер объекта в байтах, а конеченые объекты должны иметь ненулевой размер, то и размер bool должен быть не меньше байта.

Я думаю, что стандарт вполне мог бы запретить применять sizeof к bool и разрешить паковать значения bool, но не сделал этого, т.к. это, скорее всего, неэффективно.

С другой стороны, у std::vector есть специализация std::vector<bool>, "булевский вектор", которая обычно требует меньше памяти, чем массив значений типа bool.

Comments

[Espleth]

Спасибо за ответ, интересный вариант. Но разве в C# обязан быть точно такой же оператор sizeof?

[batchar]

Я думаю, вы немного заблуждаетесь. Даже когда у вас структура состоит из поля размером в один бит, технически происходит обращение, как минимум, к байту. Адресовать N-ый бит у вас не получится.
Ради эксперимента; скомпилируйте программу с использованием полей и посмотрите на полученный ассемблерный код.

[jcmvbkbc]

> Даже когда у вас структура состоит из поля размером в один бит, технически происходит обращение, как минимум, к байту.
@batChar это понятно, с этим я не спорю. Но когда структура состоит из двух разных битовых полей идущих подряд, они вполне могут быть упакованы в один и тот же байт.

Вот, например, такой исходник:

struct s {
unsigned a:1;
unsigned b:1;
};

void f(struct s *p)
{
p->a = p->b;
}

превращается вот в это:

f:
.LFB0:
movl 4(%esp), %ecx
movzbl (%ecx), %eax
movl %eax, %edx
andl $-2, %eax
shrb %dl
andl $1, %edx
orl %edx, %eax
movb %al, (%ecx)
ret

Здесь a попал в 0й бит, а b -- в первый бит единственного байта структуры.

[jcmvbkbc]

@Espleth я о C# ничего не знаю, но подозреваю, что эффективность работы с битами не зависит от того, компилируем ли мы С++ или С#.

Answer 3

[gleb_kudr]

Потому что байт - минимальная единица адресации в памяти.