ブール変数が C の 1 バイトを占めるのはなぜですか?

C でブール値がバイトを占める理由

C では、ブール変数は 2 つの状態 (true または間違い）。このため、なぜより効率的な 1 ビット表現を利用しないのかという疑問が生じます。

その答えは、最新の CPU アーキテクチャの制限にあります。 CPU は、メモリ アドレスと呼ばれるデータ単位で動作します。メモリ アドレスは通常、バイト境界に合わせて配置されます。これは、バイトより小さいデータ要素をアドレス指定すると、追加のオーバーヘッドと複雑さが発生することを意味します。

この問題を単純化するために、CPU は伝統的にバイトサイズのチャンクでデータを処理するように設計されてきました。したがって、ブール値は理論的には 1 ビットだけで表現できますが、互換性の理由からフルバイトで格納されます。

より小さい整数型の不在

同様に、C に 4 ビットまたは 2 ビットの整数型がないのは、やはり CPU の制約によるものです。 CPU は通常、16 ビットまたは 32 ビット整数などの固定サイズの単位で算術演算を処理します。より小さい整数型を許可すると、不必要なレベルの複雑さと非効率が発生します。

たとえば、4 ビット整数を操作するには、特定の命令または論理ゲートが必要になり、最終的に CPU のパフォーマンスが低下します。代わりに、バイト サイズの整数 (またはさらに大きな整数) を利用し、より小さい値を格納するために必要なビットのみを割り当てる方がより現実的です。

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