在C中使用uint8_t优于unsigned char的优势是什么?

我知道在几乎每个系统uint8_t只是一个类型定义的unsigned char, 那么为什么要用它呢?


当前回答

关键在于编写与实现无关的代码。Unsigned char不能保证是8位类型。Uint8_t是(如果可用)。

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根据我的经验,有两个地方,我们想用uint8_t表示8位(和uint16_t等),我们可以有字段小于8位。在这两个地方,空间都很重要,在调试时,我们经常需要查看数据的原始转储,并需要能够快速确定它代表什么。

首先是在射频协议中,特别是在窄带系统中。在这种环境下,我们可能需要将尽可能多的信息打包到一条消息中。第二种是在闪存中,我们可能有非常有限的空间(例如在嵌入式系统中)。 在这两种情况下,我们都可以使用一个打包的数据结构,其中编译器将为我们负责打包和解包:

#pragma pack(1)
typedef struct {
  uint8_t    flag1:1;
  uint8_t    flag2:1;
  padding1   reserved:6;  /* not necessary but makes this struct more readable */
  uint32_t   sequence_no;
  uint8_t    data[8];
  uint32_t   crc32;
} s_mypacket __attribute__((packed));
#pragma pack()

使用哪种方法取决于你的编译器。您可能还需要使用相同的头文件支持多个不同的编译器。这种情况发生在嵌入式系统中,其中设备和服务器可能完全不同——例如,您可能有一个与x86 Linux服务器通信的ARM设备。

使用打包结构有几个注意事项。最大的问题是必须避免对成员的地址进行解引用。在使用多字节对齐单词的系统上,这可能导致不对齐异常和coredump。

有些人还会担心性能,并认为使用这些打包结构会降低系统的速度。的确,在幕后,编译器会添加代码来访问未对齐的数据成员。您可以通过查看IDE中的汇编代码来了解这一点。

但是由于打包结构对通信和数据存储最有用,因此当在内存中使用数据时,可以将数据提取为非打包表示。 通常情况下,我们不需要处理内存中的整个数据包。

以下是一些相关讨论:

Pragma pack(1)或__attribute__ ((aligned(1))都有效

gcc的__attribute__((wrapped)) / #pragma包不安全吗?

http://solidsmoke.blogspot.ca/2010/07/woes-of-structure-packing-pragma-pack.html

这一点非常重要,例如当你在编写网络分析器时。 数据包头是由协议规范定义的,而不是由特定平台的C编译器的工作方式定义的。

在几乎每个系统上,我都遇到了uint8_t == unsigned char,但这不是由C标准保证的。如果你试图编写可移植的代码,它的确切大小是什么内存,使用uint8_t。否则使用unsigned char。

关键在于编写与实现无关的代码。Unsigned char不能保证是8位类型。Uint8_t是(如果可用)。

就像你说的,“几乎每个系统”。

Char可能是一个不太可能改变的,但一旦你开始使用uint16_t和朋友,使用uint8_t混合更好,甚至可能成为编码标准的一部分。