C语言位域浅析

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　  位段(bit-field)是以位为单位来定义结构体(或联合体)中的成员变量所占的空间。含有位段的结构体(联合体)称为位段结构。采用位段结构既能够节省空间，又方便于操作。

     位段的定义格式为:

     type  [var]: digits

      其中：

      type只能为int，unsigned int，signed int，char, unsigned char 五种类型之一，digits表示该位段所占的二进制位数

　　位段长度digits不能超过类型type对应的数据类型占用的大小，如若type为char，则digits不能超过8，为int则digits不能超过32

      位段名称var是可选参数，可以省略

     一、位域的定义

　　位域定义与结构体定义相仿，其形式为： 
　　struct 位域结构名 
　　{

　　　　位域列表

　　 }; 
　　其中位域列表的形式为： type  [var]: digits

　　例如：

 1 struct data{     
 2 
 3     int a : 32;          //位段a，占32位
 4 
 5     char b : 5;             //位段b，占5位
 6 
 7     char c : 2;            //位段c，占2位，和b存储在同一个字节
 8 
 9     unsigned char : 6;          //无名位段，占6位
10 
11 };

注：位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置，无名的位域不能被访问

　　二、位段的使用

　　　　位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：位域变量名·位段名，也可定义一个指向位域的指针p，然后p->位段名使用，使用时需要注意：

　　　　①不能对位段进行取地址操作

　　　　②若位段占的二进制位数为0，则这个位段必须是无名位段，下一个位段从下一个位段存储单元开始存放

　　　　③若位段出现在表达式中，则会自动进行整型升级，自动转换为int型或者unsigned int

　　　　④对位段赋值时，最好不要超过位段所能表示的最大范围，否则可能会造成意想不到的结果

　　三、位段在内存中的存储模式

　　　　使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为：

　　1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；

　　2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；

　　3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，经实验VC采取不压缩方式，即即使前一个字段有空余位足够容纳后一个字段，后一个字段也当前一个字段           没有空余位，从前一个字段类型大小之后的新字节开始存储；

　　4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；

　　5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。:

　　测试程序如下，环境vs3013，cfree 5.0

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

struct data{     

    int a : 20;          //位段a，占20位

    char b : 3;             //位段b，占3位，不会和a压缩存储

    char : 0;           //无名位段

    unsigned char c : 5;  //位段c，占5位
};
int main()

{
    data test;
    data *ptest;
    ptest = &test;
    //两种方式访问位段
    test.a = 20;
    ptest->b = 5;

    //vc不压缩存储，占用8个字节，为其最宽基本类型成员大小的整数倍
    printf("sizeof(data): %d\n",sizeof(data));

    //test.b在输出时自动转化为整型，5（101）高位为1，扩展时高位连续补1，值为-3
    printf("test.a = %d\t test.b = %d\n",test.a, ptest->b);

    system("pause");
    return 0;

}

运行结果为：

sizeof(data): 8
test.a = 20 test.b = -3

　　参考：

     http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/10/14/2212590.html

　　http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d8529400100istl.html

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原文地址：http://www.cnblogs.com/yangcs/p/5052862.html