比掩码位和手工提取数据更有效(计算)位字段？

Question

我有许多小块数据,我希望能够将其推入一个更大的数据类型.假设,假设这是一个日期和时间.显而易见的方法是通过像这样的位字段.

struct dt
{
    unsigned long minute :6;
    unsigned long hour :5;
    unsigned long day :5;
    unsigned long month :4;
    unsigned long year :12;
}stamp;

现在让我们假装这个东西是有序的,这样首先声明的东西比后面声明的东西具有更高的重要性,所以如果我用变量的第一个字母表示位,它看起来像:

mmmmmm|hhhhh|ddddd|mmmm|yyyyyyyyyyyy

最后,让我假装我只是声明一个unsigned long并使用mask将它拆分并移动来做同样的事情.

unsigned long dateTime;

这是我的问题:
在计算机需要做什么方面,以下方法是访问分钟,小时等等的方法吗？或者是否存在编译器/计算机与位字段一起使用的一些棘手方法.

unsigned minutes = stamp.minutes;
//versus
unsigned minutes = ((dateTime & 0xf8000000)>>26;

和

unsigned hours = stamp.hours;
//versus
unsigned hours = ((dateTime & 0x07C00000)>>21;

等等

Answer 1

编译器生成与显式写入以访问位相同的指令.所以不要指望它在位域上更快.

实际上,严格来说,对于位域,你不能控制它们在数据中的位置(除非你的编译器给你一些额外的保证.我的意思是C99标准没有定义任何).手动执行掩码,您至少可以将两个最常访问的字段放在系列中的第一个和最后一个,因为在这两个位置中,需要一个操作而不是两个操作来隔离字段.

Answer 2

那些可能会编译相同的机器代码,但如果它真的很重要,那就进行基准测试.或者,更好的是,只需使用位域,因为它更容易!

快速测试gcc产量:

shrq    $6, %rdi             ; using bit field
movl    %edi, %eax
andl    $31, %eax

与

andl    $130023424, %edi     ; by-hand
shrl    $21, %edi
movl    %edi, %eax

这是一个小端机器,因此数字不同,但三条指令几乎相同.