C问题：填充无符号整数和按位运算（C89）
我有很多代码对无符号整数执行按位运算。 我写了我的代码，假设这些操作是在没有任何填充位的情况下是固定宽度的整数。 例如，一个32位无符号整数的数组，其中所有32位可用于每个整数。
我期望让我的代码更具可移植性，我专注于确保我符合C89（在这种情况下）。 我遇到的问题之一是可能的填充整数。 以GMP手册中的这个极端例子为例：
然而，在Cray矢量系统中，可能会注意到short和int总是以8个字节存储（并且sizeof指示），但只使用32或46位。 指甲特征可以解释这一点，例如通过传递8 * sizeof（int）-INT_BIT。
我还在其他地方了解了这种填充类型。 实际上我昨天晚上读到了一篇关于SO的文章（原谅我，我没有链接，我会引用类似于内存的东西），如果你有一个双倍的60个可用位，其他4个可以用于填充，这些填充位可以用于某些内部目的，因此它们不能被修改。
举例来说，我的代码是在一个平台上编译的，其中一个无符号整数类型的大小为4字节，每个字节为8位，但最重要的2位是填充位。 在这种情况下，UINT_MAX是0x3FFFFFFF（1073741823）？
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/* padding bits represented by underscores */
int main( int argc, char **argv )
{
unsigned int a = 0x2AAAAAAA; /* __101010101010101010101010101010 */
unsigned int b = 0x15555555; /* __010101010101010101010101010101 */
unsigned int c = a ^ b; /* ?? __111111111111111111111111111111 */
unsigned int d = c << 5; /* ?? __111111111111111111111111100000 */
unsigned int e = d >> 5; /* ?? __000001111111111111111111111111 */
printf( "a: %Xnb: %Xnc: %Xnd: %Xne: %Xn", a, b, c, d, e );
return 0;
}
用填充位异或两个整数是否安全？
我不会XOR无论填充位是什么？
我无法在C89中找到这种行为。
此外，c var保证为0x3FFFFFFF，或者如果例如两个填充位都在a或b上，则c将为0xFFFFFFFF？
与d和e相同的问题。 我是通过移动操纵填充位吗？ 我期望在下面看到这一点，假设32位用于填充的2个最重要的位，但我想知道是否有这样的保证：
a: 2AAAAAAA
b: 15555555
c: 3FFFFFFF
d: 3FFFFFE0
e: 01FFFFFF
填充位总是最重要的位，或者它们可能是最不重要的位？
多谢你们
编辑12/19/2010美国东部时间下午5点 ：克里斯托弗回答了我的问题。 谢谢！
我还问过（上面）填充位是否总是最重要的位。 这在C99标准的基本原理中被引用，答案是否定的。 我玩起来很安全，并且假设C89一样。 具体来说，C99的基本原理对于第6.2.6.2节（整数类型的表示）如此说明：
填充位可由用户在无符号整数类型中访问。 例如，假设一台机器使用一对16位短路（每个都有自己的符号位）组成一个32位整数，并且在这个32位整数中使用时，低位短路的符号位被忽略。 然后，作为一个32位带符号整数，有一个填充位（在32位中间），在确定32位带符号整数的值时忽略。 但是，如果这个32位项目被视为32位无符号整型，那么该填充位对用户的程序是可见的。 C委员会被告知，有一台机器可以这样工作，这是填充位被添加到C99的原因之一。
脚注44和45提到奇偶校验位可能是填充位。 委员会不知道任何具有用户可访问奇偶校验位的机器在整数范围内。 因此，委员会没有意识到任何将奇偶校验位视为填充位的机器。
编辑12/28/2010美国东部时间下午3点 ：我几个月前在comp.lang.c上发现了一个有趣的讨论。
按位运算符对填充位的影响（VelocityReviews reader）
按位运算符对填充位的影响（Google Groups alternate link）
Dietmar提出的一点我觉得很有趣：
让我们注意到填充位对于陷印表示的存在不是必需的; 不代表对象类型值的值位组合也可以。
按位运算（如算术运算）对值进行操作并忽略填充。 实现可能会修改或不修改填充位（或在内部使用它们，例如作为奇偶校验位），但便携式C代码将永远无法检测到这一点。 任何值（包括UINT_MAX ）都不会包含填充。
如果使用sizeof (int) * CHAR_BIT ，然后尝试使用移位来访问所有这些位，那么整数填充可能会导致问题。 如果您想要可移植，则只需使用（ unsigned ） char ，固定大小的整数（C99添加）或以编程方式确定值位数。 这可以在编译时通过预处理器通过比较UINT_MAX与2的幂或在运行时使用位操作来完成。
编辑：
C90根本没有提到整数填充，但据我所知，'不可见的'前面或后面的整数填充位不应该违反标准（我没有通过所有相关章节来确保这是真的，虽然）; 在C99的基本原理中提到，probaby是混合填充和值位的问题，否则标准将不需要改变。
至于用户可访问的含义：只要你可以通过使用((unsigned char *)&foo)[…]上的位操作来获取foo任何位（包括填充），就可以使用填充位。 但是，修改填充位时要小心：结果不会改变整数的值，但可能会创建陷阱表示。 在C90的情况下，这是隐式未指定的（如完全没有提及），对于C99，它是实现定义的。
然而，这并不是理由引用的内容：引用的体系结构通过两个16位整数表示32位整数。 在无符号类型的情况下，得到的整数具有32个值位和32的精度; 在有符号整数的情况下，它只有31个值位和30的精度：16位整数的符号位之一被用作32位整数的符号位，另一个被忽略，因此创建由值位包围的填充位。 现在，如果您将32位有符号整数作为无符号整数（明确允许并且不违反C99别名规则）访问，则填充位将成为（用户可访问的）值位。
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