C++ struct中的位顺序不是我所期望的

我有一个使用16位浮点的框架，我想分离它的组件，然后用于32位浮点。在我的第一种方法中，我使用了位移位和类似的方法，虽然有效，但阅读起来却非常混乱

然后我想改用自定义的位大小的结构，并使用一个并集来写入该结构

重现问题的代码：

#include <iostream>
#include <stdint.h>

union float16_and_int16
{
    struct
    {
        uint16_t    Mantissa : 10;
        uint16_t    Exponent : 5;
        uint16_t    Sign : 1;
    } Components;

    uint16_t bitMask;
};

int main()
{
    uint16_t input = 0x153F;

    float16_and_int16 result;
    result.bitMask = input;

    printf("Mantissa: %#010x\n", result.Components.Mantissa);
    printf("Exponent: %#010x\n", result.Components.Exponent);
    printf("Sign:     %#010x\n", result.Components.Sign);
    return 0;
}

#包括
#包括
联合浮动16_和_int16
{
结构
{
uint16尾数：10；
uint16_t指数：5；
uint16_t符号：1；
}组成部分；
uint16位掩码；
};
int main（）
{
uint16_t输入=0x153F；
浮点16_和浮点16结果；
result.bitMask=输入；
printf（“尾数：%#010x\n”，result.Components.尾数）；
printf（“指数：%#010x\n”，result.Components.Exponent）；
printf（“符号：%#010x\n”，result.Components.Sign）；
返回0；
}

在本例中，我希望尾数为0x00000054，指数为0x0000001F，符号为0x00000001

相反，我得到尾数：0x000001f，指数：0x00000005，符号：0x00000000

---

这意味着从我的位掩码开始，首先取符号（第一位），然后5位取指数，然后10位取尾数，所以顺序与我想要的相反。为什么会发生这种情况？

更糟糕的是，不同的编译器可能会给出预期的顺序。该标准从未指定位字段的实现细节，特别是顺序。其基本原理通常是，这是一个实现细节，程序员不应该依赖它

缺点是不可能在跨语言程序中使用位字段，程序员不能使用位字段处理具有已知位字段的数据（例如在网络协议头中），因为它太复杂，无法确保实现将如何处理它们

---

出于这个原因，我一直认为这只是一个不可用的特性，我只在无符号类型上使用位掩码而不是位字段。但最后一部分只不过是我自己的观点…

我想说，对于这个编译器来说，您的

输入是不正确的。这就是
float16\u和\u int16
顺序的外观

 sign   exponent  mantissa
 [15]   [14:10]    [9:0]

或

如果
input=0x153F
则
bitMask==

SGN |  E  X  P  O  N  E  N  T|     M  A   N   T   I   S   S   A                |
 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 09 | 08 | 07 | 06 | 05 | 04 | 03 | 02 | 01 | 00 |
 0     0    0    1    0    1    0    1    0    0    1    1    1    1    1    1

所以

如果希望尾数为0x54，则需要指数0x1f和符号0x1

SGN |  E  X  P  O  N  E  N  T|     M  A   N   T   I   S   S   A                |
 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 09 | 08 | 07 | 06 | 05 | 04 | 03 | 02 | 01 | 00 |
 1     1    1    1    1    1    0    0    0    1    0    1    0    1    0    0

或

注意：它甚至看起来不像endianess或其他什么，整个结构的顺序都是错误的，不管什么原因。注意：从联合中活动字段以外的任何字段读取都是形式上未定义的行为。你的编译器可以使它合法（默认或通过开关），但是通过联盟进行类型惩罚不是标准兼容C++。gotcha@SinisterMJ
是的，很遗憾。看来标准化小组忘记了一种语言必须用于现实世界的程序
。语言是这样的，我们必须接受它……因为它“不”太复杂，不太复杂——是不是“不”的意思？@Ajay:当然不是！这是一个打字错误：-（.谢谢你的注意是的，我注意到了，问题是，为什么位域的顺序是符号->指数->尾数。我定义它的顺序与此相反。当你在一个联合中定义struct为位域时，定义的第一个是最不重要的。这很有意义，如果你只有几个位，它们将与fil的右边对齐l最低有效位
MANTISSA == 0100111111  (0x13F)
EXPONENT == 00101 (0x5)
SIGN == 0 (0x0)

SGN |  E  X  P  O  N  E  N  T|     M  A   N   T   I   S   S   A                |
 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 09 | 08 | 07 | 06 | 05 | 04 | 03 | 02 | 01 | 00 |
 1     1    1    1    1    1    0    0    0    1    0    1    0    1    0    0

input = 0xFC64