C語言可否自定義數值類型(或是任意個位元組的數值類型)?

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不只是char short int long..
例如3個位元組的數值類型(取值範圍為0~0xFFFFFF,存儲長度3個位元組)
或是兩個12bit的連續放置的數值類型(單個取值範圍為0~0xFFF,存儲總長度3個位元組)

可以用 Bit fields，但單獨使用時要做 packing：

#include &


#pragma pack(push)

#pragma pack(1)
typedef struct {

    unsigned u : 24;

}Foo;
typedef struct {

    unsigned x : 12;

    unsigned y : 12;

}Bar;
#pragma pack(pop)
int main() {

    printf("sizeof(Foo) = %u

", (unsigned)sizeof(Foo));
    Foo a = { 123 }, b = { 321 };

    Foo c = { a.u + b.u };

    printf("c = %u

", c.u);
    Foo d = { 0xFFFFFF};

    Foo e = { 0x1000000 }; // warning: large integer implicitly truncated to unsigned type [-Woverflow]

    printf("d = %u

", d.u);

    printf("e = %u

", e.u);

printf("sizeof(Bar) = %u ", (unsigned)sizeof(Bar)); Bar z = { 10, 20 }; printf("z.x + z.y = %d ", z.x + z.y); }

輸出：

sizeof(Foo) = 3 c = 444 d = 16777215 e = 0 sizeof(Bar) = 3 z.x + z.y = 30

不能。

C自身的類型系統沒有這樣的功能，而其提供的封裝性也不足以讓用戶自定義出這樣的類型，只能很彆扭地實現題主的需求。

寫一大堆宏或者函數的彆扭實現方式肯定不是題主真的想要的效果，所以說不能。

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題主想要的東西是類似Ada里的constrained subtype，例如：

type UInt24 is range 0 .. 16#FFFFFF#

或顯式指定T"Size屬性：

type UInt24 is range 0 .. 16#FFFFFF#; for UInt24"Size use 24;

這樣得到的UInt24類型的值域就是[0, 0xFFFFFF]了，而且所有原本在Integer上的運算符（+、-、*、/之類）都可以使用。

編譯器會知道這個類型的值的有效範圍只需要3位元組來存儲，但是一個單獨的UInt24值可能實際使用更多空間來存儲（例如下面例子I用了4位元組），這是編譯器的自由；在packed array / record里則可以保證它只使用3位元組存儲（例如下面UInt24Array8會用24位元組），也就滿足了題主的主要需求。

with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO; procedure Hello is type UInt24 is range 0 .. 16#FFFFFF#; type UInt24Array8 is array (1 .. 8) of UInt24; pragma Pack(UInt24Array8); I : constant UInt24 := 123; begin Put_Line(Item =&> "Size of UInt24: " Integer"Image(UInt24"Size)); -- 24 Put_Line(Item =&> "Size of I: " Integer"Image(I"Size)); -- 32 Put_Line(Item =&> "Size of UInt24Array8: " Integer"Image(UInt24Array8"Size)); -- 192 == 24*8 end Hello;

兩個12bit的例子同理：

with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO; procedure Hello is type UInt12 is range 0 .. 16#FFF#; type UInt12Array2 is array (1 .. 2) of UInt12; pragma Pack(UInt12Array2); begin Put_Line(Item =&> "Size of UInt24: " Integer"Image(UInt12"Size)); -- 12 Put_Line(Item =&> "Size of UInt12Array2: " Integer"Image(UInt12Array2"Size)); -- 24 == 12*2 end Hello;

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@Milo Yip 的答案用bit field，是C里最接近題主想要的功能的做法。基礎代碼可以參考他的回答。

通常可以用一個「封裝」用的宏來讓代碼看起來更正常，例如：

#include &


#pragma pack(push)

#pragma pack(1)
typedef struct {

    unsigned int u : 24;

} uint24_t;
#pragma pack(pop)
#define val(x) (x).u

void foo() { uint24_t i, j; val(i) = 127; val(j) = 42; val(i) = val(i) + val(j); printf("sizeof(uint24_t) = %lu ", sizeof(uint24_t)); // 3 printf("i = %d ", val(i)); // 169 }

Clang 3.5.0在x86-64在-O2下會生成：

foo(): # @foo() push rax mov edi, .L.str mov esi, 3 xor eax, eax call printf mov edi, .L.str1 mov esi, 169 xor eax, eax pop rdx jmp printf # TAILCALL


.L.str:

	.asciz	"sizeof(uint24_t) = %lu

"

.L.str1: .asciz "i = %d "

可見變數i最後的值被分配到了esi上（mov esi, 169），而esi還是4位元組的——當然，x86-64沒有3位元組的寄存器嘛。

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如果要像 C語言可否自定義數值類型(或是任意個位元組的數值類型)? - 匿名用戶的回答那樣自定義存儲：

struct ThreeBytes { char first; char second; char third; };

那在C里這個ThreeBytes類型就無法使用int原本可以用的內建運算符。它的look and feel就會跟普通的整型差許多。

如果是C++的話，好歹還可以通過類與運算符重載來把運算符加回來，但C沒這福利。

已經有人回答了 Bit fields ，在這裡我補充一下，使用 Bit fields 要注意位元組序的問題。

How Endianness Effects Bitfield Packing

上面鏈接比較詳細的說明了位元組序對 Bit fields 的影響。

下面的鏈接則給出了一些檢測位元組序的技巧。

Pre-defined Compiler Macros / Wiki / Endianness

struct {

int nVal1 : 1; // 改變成員佔位

int : 1; // 間距無法直接使用

int : 0; // 間距可以為0位元組，但有名稱的欄位無法設置為0位元組

} myStruct;

@Milo Yip 大神，我照抄您的代碼運行，但結果與期待的不同，請問這是機器的原因嗎？

問一句，那個【unsigned u : 24】中，那個【 : 】號的作用是什麼？附言：那個112和211是我為了排除巧合改了一下，第一次的123和321也是和您機器的運行效果不同的。

當然可以，不過實現起來麻煩一些而已。

你完全可以用多個 char 拼成一個數據結構，比如三位元組數值。

struct ThreeBytes { char first; char second; char third; }