Bitfält

Bitfält, eller bitfield, är en konstruktion i programmering som låter flera små bitar av en variabel reserveras som separata fält inom en struktur. Varje fält deklareras med en längd i bitar, vilket gör att booleanska värden och små heltal kan lagras mycket kompakt jämfört med vanliga heltalsfält. I C och C++ används bitfält inom structs genom syntaxen där varje fält följer ett kolon och en bitlängd, till exempel unsigned int is_ready : 1; unsigned int error_code : 4;. Den sammanlagda längden måste passa inom det underliggande lagringsutrymmet (ofta unsigned int eller unsigned long).

Användningsområden inkluderar minnesbesparing i inbyggda system, kartläggning av hårdvaruregister och implementering av protokollflaggor där många små statusflaggor behöver lagras effektivt. Bitfält kan också underlätta läsning av bitvisa värden eftersom varje fält har ett namn och kan nås som en variabel.

Begränsningar och risker: layouten av bitfält är i hög grad implementationberoende. Ordningen på bitarna, hur de packas och hur mycket padding som används är inte standardiserat, vilket försämrar portabiliteten mellan olika kompilatorer och plattformar. Bitfält kan inte alltid adresseras som vanliga variabler, och vissa egenskaper som att cikla med bitfält kan vara inkonsekventa över kompilatorer. Endianness och interna lagring kan påverka hur bitarna tolkas i olika sammanhang.

Alternativ till bitfält inkluderar användning av bitmaskar och shift-operationer eller högre nivåer som bitset i C++-standardbiblioteket. Bitfält är ett verktyg när mycket liten minnesanvändning och direkt koppling till hårdvara är viktig, men de kräver vaksamhet kring portabilitet och underhåll.