Чому булевий 1 байт, а не 1 біт розміру?

В C ++,

• Чому булевий 1 байт, а не 1 біт розміру?
• Чому не існує таких типів, як 4-бітні або 2-бітні цілі числа?

Мені не вистачає вищезазначених речей під час написання емулятора для процесора

Тому що процесор не може адресувати нічого менше, ніж байт.

З Вікіпедії :

Історично байт - це кількість біт, що використовуються для кодування одного символу тексту на комп'ютері, і саме тому є основним адресованим елементом у багатьох архітектурах комп'ютерів.

Так байти основна адресується одиниця , нижче якої комп'ютерна архітектура не може вирішити. А оскільки не існує (ймовірно) комп'ютерів, які підтримують 4-бітний байт, у вас немає 4-бітових і т.д. bool

Однак якщо ви можете спроектувати таку архітектуру, яка може адресувати 4-розрядну базу як основний адресний блок, тоді ви матимете boolрозмір 4-розрядний лише на цьому комп'ютері!

Найпростіша відповідь; це тому, що ЦП звертається до пам'яті в байтах, а не в бітах, а бітові операції дуже повільні.

Однак можливо використовувати розподіл розміру бітів у C ++. Існує std :: векторна спеціалізація для бітових векторів, а також структури, що приймають записи розміру біт.

Ще в старі часи, коли мені доводилося ходити до школи в бурхливій хуртовині, в гору обох напрямках, а обід був будь-якою твариною, яку ми могли б відшукати в лісі за школою та вбити голими руками, у комп’ютерів було набагато менше пам’яті, ніж сьогодні. Перший комп'ютер, який я коли-небудь використовував, мав 6К ОЗУ. Не 6 мегабайт, не 6 гігабайт, 6 кілобайт. У цьому середовищі було багато сенсу упакувати якомога більше булів в інт, і ми могли б регулярно використовувати операції, щоб вивезти їх і помістити.

Сьогодні, коли люди знущаються з вас за те, що ви маєте лише 1 ГБ оперативної пам’яті, і єдине місце, де ви могли б знайти жорсткий диск із меншими за 200 ГБ, - це антикварний магазин, просто не варто клопотати, щоб пакувати біти.

Ви можете використовувати бітові поля для отримання цілих чисел нижчого розміру.

struct X
{
    int   val:4;   // 4 bit int.
};

Хоча він зазвичай використовується для нанесення структур на точні шаблони бітових апаратних очікувань:

struct SomThing   // 1 byte value (on a system where 8 bits is a byte
{
    int   p1:4;   // 4 bit field
    int   p2:3;   // 3 bit field
    int   p3:1;   // 1 bit
};

У вас можуть бути 1-бітні булі та 4 та 2-бітні вставки. Але це призвело б до отримання дивного набору інструкцій без підвищення продуктивності, оскільки це неприродний спосіб дивитися на архітектуру. Насправді має сенс "витрачати" більшу частину байти, а не намагатися відновити невикористані дані.

На моєму досвіді єдиний додаток, який турбує запакувати кілька булів в один байт, - це сервер Sql.

Тому що байт - це найменша адресна одиниця в мові.

Але ви можете змусити bool взяти 1 біт, наприклад, якщо у вас є купа, наприклад. у структурі, як це:

struct A
{
  bool a:1, b:1, c:1, d:1, e:1;
};

boolможе бути одним байтом - найменшим адресованим розміром процесора, або може бути більшим. Це не незвично, щоб це boolбуло розміром intдля виконання. Якщо для конкретних цілей (скажімо, апаратного моделювання) вам потрібен тип з N бітами, ви можете знайти для цього бібліотеку (наприклад, бібліотека GBL має BitSet<N>клас). Якщо ви переймаєтесь розміром bool(у вас, мабуть, великий контейнер,), ви можете запакувати біти самостійно або використовувати це, std::vector<bool>що зробить це за вас (будьте обережні з останнім, оскільки він не відповідає вимогам контейнера).

Подумайте, як би ви реалізували це на рівні емулятора ...

bool a[10] = {false};

bool &rbool = a[3];
bool *pbool = a + 3;

assert(pbool == &rbool);
rbool = true;
assert(*pbool);
*pbool = false;
assert(!rbool);

Тому що загалом процесор виділяє пам'ять з 1 байтом як основну одиницю, хоча деякі процесори, такі як MIPS, використовують 4-байтове слово.

Однак vectorугоди здійснюються boolособливим чином, при vector<bool>цьому виділяється по одному біту на кожен bool.

Байт - це менша одиниця зберігання цифрових даних комп'ютера. У комп'ютері оперативна пам’ять має мільйони байтів, і кожен з них має адресу. Якби у нього була адреса для кожного біта, комп'ютер міг би керувати у 8 разів менше оперативної пам’яті, ніж те, що може.

Більше інформації: Вікіпедія

Навіть коли мінімальний можливий розмір становить 1 байт, ви можете мати 8 біт булевої інформації на 1 байт:

http://en.wikipedia.org/wiki/Bit_array

Наприклад, у мові Julia є BitArray, і я читав про C ++ реалізацію.