Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

У битового поля должны быть целочисленный тип или тип перечисления (см. раздел 19.3). Для битового поля обычно используют беззнаковый тип, поскольку поведение битового поля знакового типа зависит от реализации. Чтобы объявить член класса битовым полем, после его имени располагают двоеточие и константное выражение, указывающее количество битов:

typedef unsigned int Bit;

class File {

Bit mode: 2; // mode имеет 2 бита

Bit modified: 1; // modified имеет 1 бит

Bit prot_owner: 3; // prot_owner имеет 3 бита

Bit prot_group: 3; // prot_group имеет 3 бита

Bit prot_world: 3; // prot_world имеет 3 бита

// функции и переменные-члены класса File

public:

// режимы файла определены как восьмеричные

// литералы; см. p. 2.1.3

enum modes { READ = 01, WRITE = 02, EXECUTE = 03 };

File &open(modes);

void close();

void write();

bool isRead() const;

void setWrite();

}

Битовое поле modeимеет размер в два бита, битовое поле modified— только один, а другие — по три бита. Битовые поля, определенные в последовательном порядке в теле класса, если это возможно, упаковываются в смежных битах того же целого числа. Таким образом достигается уплотнение хранилища. Например, пять битовых полей в приведенном выше объявлении будут сохранены в одной переменной типа unsigned int, ассоциированной с первым битовым полем mode. Способ упаковки битов в целое число зависит от машины.

К битовому полю не может быть применен оператор обращения к адресу ( &), поэтому не может быть никаких указателей на битовые поля классов.

Для битовых полей обычно лучше подходит беззнаковый тип. Поведение битовых полей, хранимых в переменной знакового типа, определяет конкретная реализация.

К битовым полям обращаются так же, как и к другим переменным-членам класса:

void File::write() {

modified = 1;

// ...

}

void File::close() {

if (modified)

// ... сохранить содержимое

}

Для манипулирования битовыми полями с несколькими битами обычно используют встроенные побитовые операторы (см. раздел 4.8):

File &File::open(File::modes m) {

mode |= READ; // установить бит READ по умолчанию

// другая обработка

if (m & WRITE) // если открыто для чтения и записи

// процесс открытия файла в режиме чтения/записи

return *this;

}

Классы, определяющие члены битовых полей, обычно определяют также набор встраиваемых функций-членов для проверки и установки значений битовых полей:

inline bool File::isRead() const { return mode & READ; }

inline void File::setWrite() { mode |= WRITE; }

Смысл спецификатора volatileполностью зависит от конкретной машины и может быть выяснен только в документации компилятора. При переносе на новые машины или компиляторы программы, использующие спецификатор volatile, обычно приходится переделывать.

Программы, которым приходится работать непосредственно с аппаратными средствами, зачастую имеют элементы данных, значением которых управляют процессы, не контролируемые самой программой. Например, программа могла бы содержать переменную, значение которой изменяет системный таймер. Такой объект должен быть объявлен со спецификатором volatile, тогда его значение может быть изменено способами, не контролируемыми или не обнаруживаемыми компилятором. Ключевое слово volatile— это приказ компилятору не выполнять оптимизацию для таких объектов.

Спецификатор volatileиспользуется аналогично спецификатору const, т.е. как дополнительный модификатор типа:

volatile int display_register; // значение int может измениться

volatile Task *curr_task; // curr_task указывает на объект volatile

volatile int iax[max_size]; // каждый элемент в iax volatile volatile

Screen bitmapBuf; // каждый член bitmapBuf volatile

Между спецификаторами типа constи volatileнет никакой взаимосвязи. Тип может быть и const, и volatile, тогда у него есть оба качества.

Точно так же класс может определить константные функции-члены, а может и асинхронно-изменяемые (volatile). Только асинхронно-изменяемые функции-члены могут быть вызваны асинхронно-изменяемым ( volatile) объектом.

Взаимодействие указателей со спецификатором constописано в разделе 2.4.2. Аналогичное взаимодействие существует между указателями и спецификатором volatile. Можно объявлять асинхронно-изменяемые указатели на объекты, указатели на асинхронно-изменяемые объекты и асинхронно-изменяемые указатели на асинхронно-изменяемые объекты.

volatile int v; // v - асинхронно-изменяемый объект типа int

int *volatile vip; // vip - асинхронно-изменяемый указатель на тип int

volatile int *ivp; // ivp - указатель на асинхронно-изменяемый тип int

// vivp - асинхронно-изменяемый указатель на асинхронно-изменяемый

// объект типа int

volatile int *volatile vivp;

int *ip = &v; // ошибка: нужен указатель на volatile

*ivp = &v; // ok: ivp - указатель на volatile

vivp = &v; // ok: vivp - volatile указатель на volatile

Подобно константам, адрес асинхронно-изменяемого объекта можно присвоить (или скопировать указатель на асинхронно-изменяемый тип) только асинхронно-изменяемому указателю. При инициализации ссылки на асинхронно-изменяемый объект следует использовать только асинхронно-изменяемые ссылки.

Между константными и асинхронно-изменяемыми объектами есть одно важное различие: для инициализации и присвоения асинхронно-изменяемых объектов не применимы синтезируемые версии операторов присвоения, копирования и перемещения. Синтезируемые функции-члены управления копированием получают параметры, типами которых являются константные ссылки на класс. Однако асинхронно-изменяемый объект не может быть передан при помощи обычной или константной ссылки.

Если класс должен обеспечить копирование, перемещение или присвоение асинхронно-изменяемых объектов в (или из) асинхронно-изменяемый операнд, в нем следует определить его собственные версии операторов копирования и перемещения. Например, объявив параметры как ссылки constи volatile, можно обеспечить копирование или присвоение из любого вида типа Foo: