在C中指定枚举类型的大小

Question

已经阅读了这个相关的问题,但正在寻找一些更具体的东西.

• 有没有办法告诉你的编译器具体你想要你的枚举有多宽？
• 如果是这样,你怎么做？我知道如何在C#中指定它; 它在C中同样完成了吗？
• 它甚至值得做吗？当枚举值传递给函数时,是否会将其作为int-sized值传递？

Answer 1

如果您使用GCC,我相信会有一面旗帜.

-fshort,枚举

Answer 2

有没有办法告诉你的编译器具体你想要你的枚举有多宽？

一般情况下没有.不在标准C.

它甚至值得做吗？

这取决于具体情况.如果你在谈论将函数传递给函数,那么不值得做(见下文).如果它是在从枚举类型构建聚合时节省内存,那么它可能值得做.但是,在C中,您只需在聚合中使用适当大小的整数类型而不是枚举类型.在C(而不是C++)中,枚举类型和整数类型几乎总是可以互换的.

当枚举值传递给函数时,它是否会作为int大小的值传递？

如今,许多(大多数)编译器将所有参数作为给定硬件平台的自然字大小的值传递.例如,在64位平台上,许多编译器将所有参数作为64位值传递,而不管它们的实际大小如何,即使类型int在该平台上有32位(因此,它通常不会作为"int-大小"在这样的平台上的价值".因此,尝试针对参数传递目的优化枚举大小是没有意义的.

Answer 3

从 C23 开始，这在标准 C 中终于成为可能：

enum您可以在关键字后面（或在名称标签后面，如果已命名）放置冒号和整数类型来指定枚举的固定底层类型，该类型设置枚举类型的大小和范围。

这值得吗？当枚举值传递给函数时，它是否会作为 int 大小的值传递？

在 x86_64 上，整数的类型不会影响它是否在寄存器中传递（只要它适合单个寄存器）。然而，堆上数据的大小对于缓存性能非常重要。

Answer 4

您可以通过定义适当的值来强制它至少达到一定的大小.例如,如果您希望将枚举存储为与a相同的大小int,即使所有值都适合a char,您也可以执行以下操作:

typedef enum {
    firstValue = 1,
    secondValue = 2,

    Internal_ForceMyEnumIntSize = MAX_INT
} MyEnum;

但请注意,行为可能取决于实现.

正如您所注意的那样,将这样的值传递给函数将导致它无论如何都会扩展为int,但如果您在数组或结构中使用类型,则大小将很重要.如果你真的关心元素的大小,你应该使用类型,如int8_t,int32_t等.

Answer 5

在某些情况下，这可能会有所帮助：

typedef uint8_t command_t;
enum command_enum
{
    CMD_IDENT                = 0x00,     //!< Identify command
    CMD_SCENE_0              = 0x10,     //!< Recall Scene 0 command
    CMD_SCENE_1              = 0x11,     //!< Recall Scene 1 command
    CMD_SCENE_2              = 0x12,     //!< Recall Scene 2 command
};

/* cmdVariable is of size 8 */
command_t cmdVariable = CMD_IDENT; 

一方面，类型的command_t大小为 8，可用于变量和函数参数类型。另一方面，您可以使用int默认类型的枚举值进行赋值，但编译器将在分配给command_t类型变量时立即强制转换它们。

另外，如果你做了一些不安全的事情，比如定义和使用 aCMD_16bit = 0xFFFF,编译器会用以下消息警告你：

警告：大整数隐式截断为无符号类型 [-Woverflow]

Answer 6

如果枚举是结构的一部分,还有另一种方法:

struct something {
     :0;
   enum whatever field:CHAR_BIT;
     :0;
};

:0; 如果枚举字段被普通字段包围,则可以省略.如果之前有另一个位域,则:0将强制字节对齐到其后的字段的下一个字节.

Answer 7

正如 @Nyx0uf所说，GCC 有一个可以设置的标志：

-fshort-enums

仅向枚举类型分配声明的可能值范围所需的字节数。具体来说，枚举类型相当于具有足够空间的最小整数类型。

警告：该-fshort-enums开关导致 GCC 生成的代码与没有该开关生成的代码不二进制兼容。使用它来符合非默认应用程序二进制接口。

来源： https: //gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Code-Gen-Options.html

有关一般见解的其他精彩读物： https://www.embedded.fm/blog/2016/6/28/how-big-is-an-enum。
有趣...请注意下面我用黄色突出显示的行！添加一个名为 and 的枚举条目，其ARM_EXCEPTION_MAKE_ENUM_32_BIT值等于0xffffffff，这相当于UINT32_MAXfrom stdint.h（请参见此处和此处），强制此特定Arm_symbolic_exception_name枚举具有整数类型uint32_t。这就是此条目的唯一目的ARM_EXCEPTION_MAKE_ENUM_32_BIT！它之所以有效，uint32_t是因为 是可以包含此枚举中所有枚举值的最小整数类型，即：0through 8、包容性以及0xffffffff、 或decimal 2^32-1= 4294967295。

_{关键字：ARM_EXCEPTION_MAKE_ENUM_32_BIT enum 目的为什么要有它？Arm_symbolic_exception_name 结尾处 0xffffffff 枚举条目的用途。}

Answer 8

即使您正在编写严格的C代码，结果也将取决于编译器。使用这个线程中的策略，我得到了一些有趣的结果......

enum_size.c

#include <stdio.h>

enum __attribute__((__packed__)) PackedFlags {
    PACKED = 0b00000001,
};

enum UnpackedFlags {
    UNPACKED = 0b00000001,
};

int main (int argc, char * argv[]) {
  printf("packed:\t\t%lu\n", sizeof(PACKED));
  printf("unpacked:\t%lu\n", sizeof(UNPACKED));
  return 0;
}

$ gcc enum_size.c
$ ./a.out
packed:         4
unpacked:       4

$ gcc enum_size.c -fshort_enums
$ ./a.out
packed:         4
unpacked:       4

$ g++ enum_size.c
$ ./a.out
packed:         1
unpacked:       4

$ g++ enum_size.c -fshort_enums
$ ./a.out
packed:         1
unpacked:       1

在我上面的例子中，__attribute__((__packed__))直到我开始使用 C++ 编译器，我才意识到修饰符的任何好处。

编辑：

@technosaurus 的怀疑是正确的。

通过检查大小sizeof(enum PackedFlags)而不是sizeof(PACKED)我看到了我预期的结果......

$ gcc enum_size.c
$ ./a.out
packed:         4
unpacked:       4

我现在看到了来自gcc以下方面的预期结果：

$ gcc enum_size.c
$ ./a.out
packed:         1
unpacked:       4

$ gcc enum_size.c -fshort_enums
$ ./a.out
packed:         1
unpacked:       1